无监督机器学习识别急性心肌梗死的五种表型及其对住院时间的影响Unsupervised machine-learning identification of five phenotypes of acute myocardial infarction and their influence on length of the hospital stay | European Journal of Preventive Cardiology | Oxford Academic

环球医讯 / 心脑血管来源:academic.oup.com波兰 - 英语2026-08-21 11:00:11 - 阅读时长3分钟 - 1311字
本研究利用混合数据因子分析(FAMD)和k-means聚类算法,对1460名急性心肌梗死患者的37项临床、实验室和血管造影变量进行无监督机器学习分析,成功识别出五种具有显著临床差异的患者表型;研究发现第二聚类(C2)患者(占总样本14.0%)具有最高龄、最多合并症(平均4种)、最低射血分数(38%)和最高NT-proBNP水平(4377 pg/mL),且住院时间显著延长(中位数11天vs其他组7天,p<10^-14),表明基于机器学习的表型分类可有效识别高风险患者,为心肌梗死后个体化诊疗和资源分配提供重要依据,具有显著的临床应用价值。
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无监督机器学习识别急性心肌梗死的五种表型及其对住院时间的影响

摘要

背景:急性心肌梗死(MI)患者群体具有高度异质性。这种多样性使得早期风险评估更加困难。基于机器学习的聚类分析可能有助于早期识别有长期住院风险的患者。

目的:利用临床、实验室和血管造影变量,从数据驱动的角度推导MI患者的基础表型,并描述其关键特征。

方法:共纳入1,460名患者。37个变量包括人口统计学数据(年龄、性别)、体重指数(BMI)、合并症(糖尿病、高血压、慢性肾病、既往MI/PCI、慢性阻塞性肺病、心力衰竭、心房颤动)、实验室标志物(葡萄糖、低密度脂蛋白、甘油三酯、C反应蛋白、N末端B型利钠肽前体[NT-proBNP]、血红蛋白、白细胞、血小板、肌酐、天冬氨酸转氨酶[AST]、丙氨酸转氨酶[ALT])和血管造影特征(治疗的血管、植入的支架)。应用了混合数据因子分析(FAMD)。基于轮廓宽度和临床可解释性选择了最佳聚类方案(K=5)。使用ANOVA/Kruskal-Wallis检验或卡方/Fisher检验评估聚类间差异。连续变量以中位数[IQR]表示。

结果:FAMD后进行k-means聚类,确定了五种不同的临床表型(轮廓值=0.29)。

聚类1(C1,n=161)包括射血分数(EF)保留(50% [39-55])但NT-proBNP较高(1319 [411-4089] pg/mL)的患者。

聚类2(C2,n=205)代表最不利的特征,年龄最大(73 [68-80]岁),合并症最多(4种),EF降低(38% [30-45]),NT-proBNP非常高(4377 [2002-11611] pg/mL),同时糖尿病(70%)、慢性肾病(CKD,41%)和既往心力衰竭(77%)很常见。

聚类3(C3,n=126)显示中等风险特征,EF保留(50% [36-60]),代谢(葡萄糖119 [103-151] mg/dL)和炎症活性(CRP 3.0 [1-13] mg/L)最低。

聚类4(C4,n=284)的特点是广泛的冠心病和手术史(CAD 93%,既往MI 86%,既往PCI 88%),EF中度受损(48% [40-55])。

聚类5(C5,n=684)是最大且最年轻的群体(63 [55-69]岁),合并症负担最低(1种),EF最高(52% [46-56]),NT-proBNP最低(668 [211-1616] pg/mL),既往MI(5%)或PCI(1%)病史最少,尽管LDL较高(115 [90-142] mg/dL)。

在比较住院时间时,聚类2的患者住院时间显著更长(11 [8-14]天 vs. 其他所有聚类的7天),两两比较的p值分别为:2.24×10^-14(vs C1)、5.60×10^-14(vs C3)、8.74×10^-26(vs C4)和7.49×10^-23(vs C5)。

结论:基于无监督FAMD的聚类确定了五种有意义的MI后表型,包括一个高风险多病共存亚组,其长期住院风险增加。

作者注释:资金支持声明:无。

© 作者(们) 2026年。由牛津大学出版社代表欧洲心脏病学会出版。

本文章根据知识共享署名-非商业性使用4.0国际许可协议(

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