RT - article
SR - Electronic
T1 - Возможности методов машинного обучения в стратификации операционного риска у больных ишемической болезнью сердца, направляемых на коронарное шунтирование
JF - Российский кардиологический журнал
SP - 2023-02-20
DO - 10.15829/1560-4071-2023-5211
A1 - Голухова Е. З., 
A1 - Керен М. А., 
A1 - Завалихина Т. В., 
A1 - Булаева Н. И., 
A1 - Акатов Д. С., 
A1 - Сигаев И. Ю., 
A1 - Яхяева К. Б., 
A1 - Колесников Д. А., 
YR - 2023
UL - https://www.cardiojournal.online/publication/11615
AB - Цель. Разработка и оценка эффективности моделей прогнозирования летального исхода после операции коронарного шунтирования, полученных с по­мощью методов машинного обучения на основании предоперационных данных.Материал и методы. В рамках когортного исследования проводилось ретроспективное прогнозирование вероятности госпитальной летальности после коронарного шунтирования (КШ) у 2182 больных со стабильной ишемической болезнью сердца. Пациенты были разделены на 2 выборки: обучающую (80%, n=1745) и тренировочную (20%, n=437). Исходное соотношение выживших (n=2153) и умерших (n=29) пациентов в общей выборке свидетельствовало о выраженном дисбалансе классов, для преодоления которого в тренировочной выборке был использован метод передискретизации. Для построения прогностических моделей риска использовали пять алгоритмов машинного обучения (МО): логистическая регрессия (Logistic regression), случайный лес (Random Forrest), CatBoost, LightGBM, XGBoost. Для каждого из данных алгоритмов на тренировочной выборке проводили кросс-валидацию и поиск гиперпараметров. В результате получили пять прогностических моделей с наилучшими параметрами. Полученные прогностические модели были применены к обучающей выборке, после чего сравнивалась их производительность с целью определения наиболее эффективной модели.Результаты. Прогностические модели, реализованные на ансамблевых классификаторах (CatBoost, LightGBM, XGBoost), демонстрировали лучшие результаты, в сравнении с моделями на основе логистической регрессии и случайного леса. Наилучшие метрики качества были получены для моделей на основе CatBoost и LightGBM (Precision — 0,667, Recall — 0,333, F1-мера — 0,444, ROC AUC — 0,666 для обеих моделей). Общими высокоранговыми параметрами для принятия решения об исходе для обеих моделей являлись: уровни креатинина и глюкозы крови, фракция выброса левого желудочка, возраст, критическое поражение (>70%) каротидных артерий и магистральных артерий нижних конечностей.Заключение. Ансамблевые методы МО демонстрируют более высокие возможности прогнозирования исходов в сравнении с традиционными методами МО, например, логистической регрессией. Полученные в исследовании прогностические модели для дооперационного прогнозирования госпитальной летальности у больных, направляемых на КШ, могут служить основой для разработки систем поддержки принятия врачебных решений у больных ишемической болезнью сердца.