Lien entre l'insuffisance cardiaque et l'AVC
Explorer les liens entre l'insuffisance cardiaque, la fibrillation auriculaire et le risque d'accident vasculaire cérébral.
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Table des matières
- Le lien entre l'insuffisance cardiaque, la fibrillation atriale, et l'AVC
- Apprentissage automatique et prédictions de santé
- Caractéristiques des patients
- Performance des modèles d'apprentissage automatique
- Évaluation de la performance du modèle
- Sources de données et analyse
- Directions futures
- Limitations de l'étude
- Conclusion
- Source originale
L'Insuffisance cardiaque (IC) est un gros souci de santé qui touche plein de gens dans le monde. Ça arrive quand le cœur n'arrive pas à pomper le sang correctement, ce qui peut causer des problèmes divers. Beaucoup de personnes avec une insuffisance cardiaque ont aussi des soucis connexes, comme la Fibrillation atriale (FA), qui est un type courant de battement de cœur irrégulier. Ces deux problèmes vont souvent de pair et peuvent s'aggraver l'un l'autre, menant à des soucis de santé plus graves.
Dans des endroits comme Hong Kong, l'insuffisance cardiaque entraîne beaucoup d'hospitalisations, montrant à quel point c'est répandu. Beaucoup de patients avec une insuffisance cardiaque et une fibrillation atriale ressentent des symptômes plus graves et ont plus de chances de mourir que ceux qui n'ont qu'un de ces problèmes.
Les patients avec une fibrillation atriale et une insuffisance cardiaque ont un risque plus élevé d'AVC, qui peut être mortel et entraîne souvent de graves handicaps. L'AVC fait partie des principales causes de décès dans le monde. Le lien entre l'insuffisance cardiaque, la fibrillation atriale, et l'AVC est compliqué et rend le traitement difficile.
Le lien entre l'insuffisance cardiaque, la fibrillation atriale, et l'AVC
On sait que la fibrillation atriale augmente le risque d'AVC ischémique, donc un AVC causé par un vaisseau sanguin bloqué dans le cerveau. Des études montrent que les patients avec une fibrillation atriale ont cinq fois plus de chances d'avoir un AVC. Cependant, l'impact de l'insuffisance cardiaque seule sur le risque d'AVC est moins clair, surtout chez ceux qui n'ont pas de fibrillation atriale.
On sait que l'insuffisance cardiaque peut aggraver la gravité des AVC, mais les patients avec différents types d'insuffisance cardiaque semblent avoir des risques d'AVC similaires. Cette complexité souligne le besoin de recherches supplémentaires pour comprendre comment ces conditions interagissent et impactent la santé. Reconnaître les patients à haut risque est essentiel pour prendre des mesures préventives, permettant une détection et un traitement précoces pour éviter d'autres problèmes de santé. Malheureusement, beaucoup de patients avec une insuffisance cardiaque et une fibrillation atriale ne sont pas diagnostiqués, car ils ne montrent souvent pas de symptômes clairs.
Apprentissage automatique et prédictions de santé
Ces dernières années, l'apprentissage automatique a commencé à jouer un rôle important dans l'analyse des données de santé. Ça aide à prédire les résultats liés à l'insuffisance cardiaque, à la fibrillation atriale, et à l'AVC. Par exemple, des systèmes avancés ont été créés pour différencier les types d'insuffisance cardiaque en analysant les données d'électrocardiogramme (ECG). De plus, des modèles ont été conçus pour évaluer le risque de mortalité chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque en fonction de leurs dossiers médicaux.
Certaines études ont montré que les algorithmes d'apprentissage automatique peuvent prédire efficacement les nouveaux cas de fibrillation atriale et d'AVC chez les patients avec une insuffisance cardiaque, révélant le potentiel de ces outils pour améliorer les résultats de santé.
L'objectif de cette étude est d'utiliser ces méthodes avancées pour prédire les chances d'AVC ou d'attaque ischémique transitoire (AIT) et de fibrillation atriale chez les personnes diagnostiquées avec une insuffisance cardiaque.
Caractéristiques des patients
Dans cette étude, des données ont été collectées auprès d'un grand groupe de patients diagnostiqués avec une insuffisance cardiaque. Parmi les presque 2 900 patients, plus de 40 % avaient développé une fibrillation atriale récemment, tandis qu'environ 23 % avaient connu de nouveaux AVC ou AIT. Malheureusement, beaucoup de patients sont aussi décédés à cause de problèmes cardiovasculaires.
L'étude a également examiné diverses caractéristiques de ces patients, y compris l'âge et le sexe, pour comprendre comment différents facteurs influencent le risque de développer une fibrillation atriale ou d'avoir un AVC. Par exemple, un âge plus avancé et un indice de comorbidité plus élevé étaient associés à des risques accrus pour les deux conditions.
Performance des modèles d'apprentissage automatique
L'étude a consisté à créer un modèle robuste pour prédire avec précision les résultats pour les patients. En divisant les données en ensembles d'entraînement et de test, les chercheurs ont pu évaluer l'efficacité du modèle. Les résultats ont montré qu'utiliser des informations combinées provenant des dossiers de santé et des données ECG améliorait considérablement les prédictions d'AVC par rapport à celles reposant uniquement sur les données ECG.
Le modèle a montré de bonnes performances prédictives tant pour les AVC que pour la fibrillation atriale, soulignant l'importance d'utiliser plusieurs sources de données lors de l'évaluation du risque des patients.
Facteurs clés des résultats
Plusieurs facteurs ont été identifiés comme des prédicteurs significatifs des résultats défavorables chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque. Pour la prédiction d'AVC, un antécédent d'AVC ou d'AIT était le facteur le plus crucial, suivi de l'indice de comorbidité, qui considère d'autres problèmes de santé existants. Certains traits ECG ont aussi joué un rôle, bien qu'ils étaient moins impactants que l'historique d'AVC.
Pour la fibrillation atriale, un historique antérieur de FA était le meilleur prédicteur. D'autres facteurs importants comprenaient certains traits ECG et l'utilisation de médicaments spécifiques.
Pour la mortalité liée aux problèmes cardiaques, on s'est beaucoup appuyé sur les données ECG. En revanche, l'âge était le prédicteur le plus significatif de la mortalité toutes causes confondues, soulignant la nature complexe de ce problème de santé où plusieurs facteurs entrent en jeu.
Évaluation de la performance du modèle
L'efficacité des modèles d'apprentissage automatique a été évaluée parmi différents groupes de patients. On a trouvé que les modèles performaient bien, quel que soit le sexe ou l'âge, bien qu'il y ait eu quelques variations de performance entre les groupes. Le modèle a montré une capacité prédictive constante dans le temps, indiquant sa fiabilité dans des scénarios réels.
L'étude a aussi exploré comment ajouter plus de caractéristiques au modèle prédictif pouvait améliorer la performance. Pour prédire la fibrillation atriale et les taux de mortalité, un certain nombre de caractéristiques a conduit à des résultats améliorés, tandis que la performance s'est stabilisée après avoir atteint un certain point pour la prédiction des AVC.
Sources de données et analyse
L'étude a rassemblé des données d'une grande base de données hospitalière, en se concentrant sur les patients qui ont subi des tests ECG entre 2000 et 2019. Cela incluait une large gamme d'informations cliniques, des caractéristiques ECG aux informations démographiques des patients en passant par leur historique médical.
Les chercheurs ont utilisé diverses méthodes statistiques pour analyser les données, garantissant un examen approfondi des caractéristiques des patients et des résultats de santé.
Directions futures
Pour l'avenir, cette recherche pourrait bénéficier d'une exploration plus poussée de la façon dont les changements au fil du temps impactent la santé des patients. Ce serait précieux d'étudier les effets des traitements et des interventions après la collecte de données de base pour améliorer l'exactitude des prédictions.
Il y a aussi un intérêt à appliquer des modèles prédictifs pour anticiper de nouveaux événements chez les patients au fil du temps. Cela pourrait mener à de meilleurs résultats de soins de santé en permettant une intervention plus précoce.
Limitations de l'étude
Il y a quelques limitations à considérer dans cette étude. Étant de nature observationnelle, il pourrait y avoir eu des imprécisions dans le codage ou des données manquantes qui pourraient affecter les résultats. De plus, la recherche s'est concentrée uniquement sur des patients de Hong Kong, donc les résultats pourraient ne pas être universellement applicables.
Certaines informations vitales, comme des facteurs de mode de vie comme le tabagisme ou le poids, n'ont pas été incluses dans l'ensemble de données, ce qui a pu limiter l'analyse. En outre, l'absence de données d'échocardiogramme a restreint la classification de la gravité de l'insuffisance cardiaque.
Malgré ces limitations, les modèles ont montré une grande précision dans la prédiction des résultats défavorables chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque.
Conclusion
Utiliser l'apprentissage automatique pour analyser les dossiers de santé électroniques et les données ECG a montré son potentiel pour prédire la fibrillation atriale et l'AVC chez les patients hospitalisés pour insuffisance cardiaque. La capacité de reconnaître des changements ECG subtils offre des aperçus précieux sur les facteurs de risque des patients.
Cette approche pourrait potentiellement conduire à une meilleure prise en charge des patients et à des options de traitement personnalisées pour gérer l'insuffisance cardiaque et ses complications connexes. Au fur et à mesure que la recherche progresse, l'intégration de diverses sources de données améliorera notre compréhension de l'insuffisance cardiaque, de la fibrillation atriale, et de l'AVC, menant finalement à de meilleurs résultats de santé pour les patients.
Titre: Multi-Modality Machine Learning Models to Predict Stroke and Atrial Fibrillation in Patients with Heart Failure
Résumé: AbstractO_ST_ABSIntroductionC_ST_ABSAtrial fibrillation (AF) and stroke are leading causes of death of heart failure patients. Several ML models have been built using electrocardiography (ECG)-only data, or lab test data or health record data to predict these outcomes. However, a multi-modal approach using wearable ECG data integrated with lab tests and electronic health records (EHRs) data has not been developed. ObjectiveThe aim of this study was to apply machine learning techniques to predict stroke and AF amongst heart failure patients from a multi-modal dataset. MethodsThis study analysed hospitalised patients with heart failure in Hong Kong between 1 January 2010 and 31 December 2016, with the last follow-up of 31 December 2019. The primary outcomes were AF and stroke. The secondary outcomes were all-cause and cardiovascular mortality. ECG-only, non-ECG-only and multimodal models were built to assess feature importance. Four machine learning classifiers and seven performance measures were used to evaluate the performance. ResultsThere are in total 2,868 subjects with heart failure upon admission, among them 1,150 (40.10%) had new onset AF, 668 (23.29%) had new onset stroke/TIA. It was found that accurate and sensitive machine learning models can be created to predict stroke and AF from multimodal data. XGBoost, which was the best algorithm tested, achieved a mean (over 10 iterations) accuracy, AUROC, AUPRC, positive predictive value and negative predictive value of 0.89, 0.80, 0.74, 0.99 and 0.88, respectively, for stroke and 0.78, 0.82, 0.77, 0.77 and 0.79, respectively, for AF. The predictive models, built using multimodal data, were easy to use and had high accuracy. ConclusionMulti-modal machine learning models could be used to predict future stroke and AF occurrences in patients hospitalised for heart failure.
Auteurs: Jiandong Zhou, L. Murugappan, L. Lu, O. H. I. Chou, B. M. Y. Cheung, G. Tse, T. Zhu
Dernière mise à jour: 2023-11-15 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.23298562
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.23298562.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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