基于數(shù)據(jù)挖掘的冠心病合并心力衰竭危險因素

陳彥東 王 萍 石 琳 孫 晶

〔吉林大學第二醫(yī)院，吉林 長春 130022)

近些年，中國人口患心血管病的人數(shù)持續(xù)上升，今后的10年乃至20年心血管病患者發(fā)病人數(shù)將迅猛增長〔1〕。目前，全國心血管病患者人數(shù)約達2.9億，中國居民中44.80%的農村患者和41.90%的城市患者死于心血管疾病，在各種疾病中居首位。心血管病患者中的缺血性心臟病，特別是冠狀動脈粥樣硬化導致的缺血性心肌病成為心血管病死亡患者增加的主要疾病〔2〕。冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)是醫(yī)療保健費用主要支出的疾病，因此迫切需要探究影響該病的致病和病情加重的危險因素，以展開有針對性的預防。導致該現(xiàn)象的主要原因與社會經濟的發(fā)展、國民生活水平的提高、人口老齡化加重、城鎮(zhèn)化進程的加快密切相關，目前認為冠心病的發(fā)生與影響個體體內的病理生理機制有關〔3〕，且有研究顯示單因素的作用并不明顯，多種危險因素在整個過程中的交互作用在一定程度上易化和加速了該過程的發(fā)生發(fā)展〔4，5〕。每一種危險因素與疾病不完全是因果關系，病因鏈的任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都容易造成冠心病發(fā)生。冠狀血管動脈粥樣硬化的產生及進展是冠心病這種疾病的研究基礎，影響因素的探索也圍繞血管動脈粥樣硬化的原因展開，譬如基因對冠心病、血脂的影響等。本文對冠心病危險因素的研究目的在于發(fā)病前的早期預防及疾病發(fā)展進程的控制。

1 材料與方法

1.1研究對象 2016年3月至2017年3月某三甲醫(yī)院住院的診斷為冠心病的患者423例，年齡34～95歲，平均(65.25±11.79)歲。34～50歲40例、51～60歲82例、61～70歲176例、71～80歲81例、81～95歲44例。60歲以上占71.16%，男性169例，女254例。

1.2診斷標準 ①以國際心臟病學會和協(xié)會及世界衛(wèi)生組織臨床命名標準化聯(lián)合專題組報告《缺血性心臟病的命名及診斷標準》作為冠心病的診斷標準〔6〕。②研究前，對研究對象進行全面的病史采集和體格檢查。③高血壓定義標準：收縮壓≥140 mmHg和(或)舒張壓≥90 mmHg，排除繼發(fā)性高血壓。④2型糖尿病定義為：空腹血糖值≥7.0 mmol/L，或者葡萄糖耐量試驗2 h血糖值≥11.1 mmol/L。⑤吸煙定義為每天至少吸1支，而且連續(xù)吸煙>1年，目前仍在吸煙者或被選入本論文研究時戒煙時間未到半年。

1.3納入標準 ①符合冠心病的診斷標準。②采集的數(shù)據(jù)完整。③既往無精神病史，無認知障礙和交流障礙。

1.4排除標準 ①其他原因致胸痛者，如其他心臟疾病、頸椎病、更年期綜合征、重度神經官能癥。②患者患有免疫系統(tǒng)疾和(或)正在服用激素。

1.5研究方法 ①文獻調研：應用文獻調研的方法確立文章主題，全面檢索文獻、期刊及論文庫，歸納總結冠心病危險因素的國內國外研究現(xiàn)狀包括數(shù)據(jù)來源、研究方法及結果分析，明確研究目的及意義。②統(tǒng)計學分析：由于收集的冠心病患者變量較多，將原始數(shù)據(jù)應用統(tǒng)計學分析中的主成分分析進行降維，簡化數(shù)據(jù)，提取37個主成分屬性用于關聯(lián)分析，對冠心病的危險因素給予輔助分析，同時應用統(tǒng)計學分析中的Logistic回歸分析。③關聯(lián)分析：為研究冠心病及冠心病合并心力衰竭的影響因素間未知的關系采用關聯(lián)分析的方法對降維后的37個變量進行分析。直觀體現(xiàn)其關聯(lián)強度及隱藏的關系。

1.6質量控制 為強化研究質量，在臨床采集信息和錄入數(shù)據(jù)的過程中，建立質量控制制度，從多個方面提高研究過程的質量管理。①確保研究質量，要求采集信息及錄入人員的標準是內科醫(yī)師，并通過統(tǒng)一培訓及考核合格。②在信息的采集和錄入的過程中，嚴格遵循臨床信息采集工作手冊的標準，控制數(shù)據(jù)的準確性和全面性。③采用專用計算機進行數(shù)據(jù)錄入，專用計算機安裝防病毒軟件，防止病毒的入侵以保證數(shù)據(jù)的安全性。④在資料整理分析過程中，對數(shù)據(jù)的錄入工作進行了差錯、補漏檢查。

2 結 果

2.1既往史 見表1。

表1 既往病史

2.2冠心病并發(fā)癥 心力衰竭為冠心病的主要并發(fā)癥，心肌梗死4例(0.95%)、休克6例(1.42%)、心律失常37例(8.75%)。心力衰竭住院患者中，心功能Ⅲ、Ⅳ級占主要部分，Ⅰ級2例(2.15%)、Ⅱ級8例(8.60%)、Ⅲ級40例(43.01%)、Ⅳ級43例(46.24%)。

2.3冠心病合并心力衰竭患者危險因素

2.3.1主成分分析 調查變量69個：①基本信息：年齡、性別、體重、身高、吸煙史、飲酒史。②既往病史：冠心病、高血壓、腦梗死、糖尿病、慢性肺部疾病、本次住院有無新發(fā)腦梗死，有無肺感染。③實驗室數(shù)據(jù)：血常規(guī)、血脂、腎功、離子(血清鉀、鈉、氯離子)測定、肝功、尿常規(guī)、乙肝。④合并心力衰竭。如果分別用這些指標來對冠心病進行評價可能不夠全面，為了減少分析指標，又不損失或少損失原數(shù)據(jù)所含的信息，進行了主成分分析，各主成分的特征根及累計貢獻率的計算見表2。

主成分的選取取決于特征根及累計貢獻率，根據(jù)主成分個數(shù)取決于特征根>1及累計貢獻率>85%，前21個主成分對應的特征根均>1，而后16個主成分的特征根均<1；但是前21個主成分累計貢獻率僅達66.936%，而第37個主成分的累計貢獻率達86.893%，所以選取前37個主成分進行下一步的分析。

將賦值后的變量及其他變量進行主成分分析，得出以下變量數(shù)據(jù)主成分：身高、 尿素氮、淋巴細胞比例、尿蛋白、血清總蛋白、天門冬氨酸轉氨酶、 低密度脂蛋白、尿葡萄糖、乙肝表面抗原、乙肝核心抗體、乙肝表面抗體、本次肺感染、尿比重、直接膽紅素、間接膽紅素、氯測定、γ-谷氨酰轉肽酶、嗜酸性粒細胞比例、紅細胞計數(shù)、血小板、新近發(fā)生的腦梗死史、冠心病史、高血壓史、血脂載脂蛋白AⅠ、單核細胞比例、谷丙/谷草轉氨酶比值、高密度脂蛋白、尿亞硝酸鹽、嗜堿性粒細胞比例、尿膽紅素、尿酮體、尿白細胞、飲酒、糖尿病史、鈉測定、腦梗死史、膽固醇。

2.3.2基于Logistic回歸的單因素分析 在Weka3.8軟件中〔7〕，選取分類算法中的Logistic回歸算法分析主成分分析篩選的37個變量，見表3。

表2 冠心病危險因素特征根及累計貢獻率

表3 Logistic回歸分析

OR為比值比，>1時，表明暴露增加疾病的危險度，確定為疾病的危險因素；<1時，表明暴露減小疾病的危險度，稱為負關聯(lián)；=1時，表明二者無關。高血壓史、新近發(fā)生腦梗死、腦梗死史、糖尿病史、冠心病史、嗜堿性粒細胞比例、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、尿素氮、天門冬氨酸轉氨酶、總膽紅素、尿亞硝酸鹽、尿蛋白、尿膽紅素可能為心力衰竭的危險因素，且新近發(fā)生腦梗死史關聯(lián)最強，嗜堿性粒細胞和尿膽紅素其次。并且以上因素的回歸系數(shù)均為正值，與心力衰竭均呈正相關。利用Logistic回歸算法對423例數(shù)據(jù)應用十倍交叉驗證的方法進行測試。測試結果可以看出Logistic回歸預測模型的準確度為75.65%，敏感性為25.53%，特異性為99.00%。

2.3.3基于關聯(lián)規(guī)則的多因素分析 行關聯(lián)分析前將主成分分析得出的37個變量離散化。選擇Weka中的Associate〔8〕，采用設置置信度參數(shù)最小值為0.9。得到的規(guī)則整理為高密度脂蛋白(正常)?尿膽紅素(正常)，尿酮體(正常)?尿膽紅素(正常)，高密度脂蛋白(正常)+乙肝表面抗原(陰性)?尿膽紅素(正常)，尿素氮(正常)?尿膽紅素(正常)，尿亞硝酸鹽(正常)?尿膽紅素(正常)，氯測定(正常)?尿膽紅素(正常)，鈉測定(正常)?尿膽紅素(正常)，尿亞硝酸鹽(正常)+乙肝表面抗原(陰性)?尿膽紅素(正常)，尿蛋白(正常)?尿膽紅素(正常)，天門冬氨酸轉氨酶(正常)?尿膽紅素(正常)。分析如下：①在以上37個主成分分析后的可能影響冠心病心力衰竭的影響因素中，高密度脂蛋白、尿酮體、乙肝表面抗原、尿素氮、尿亞硝酸鹽、氯測定、鈉測定、尿蛋白、天門冬氨酸轉氨酶均與尿膽紅素有關聯(lián)，且以上變量正常時，尿膽紅素也正常。②其中出現(xiàn)頻率最高的有高密度脂蛋白、尿亞硝酸鹽、乙肝表面抗原，這3個變量與尿膽紅素關聯(lián)較強。乙肝表面抗原正常合并尿亞硝酸鹽或高密度脂蛋白正常時，尿膽紅素正常。

3 討 論

冠心病多見于老年人，年齡是冠心病不可改變的危險因素。冠狀動脈粥樣硬化隨著年齡的增長有逐年加重的趨勢，有研究證實冠心病的發(fā)病率隨著年齡的增加而顯著增加，年齡與冠狀動脈病變程度呈正相關〔9〕。研究發(fā)現(xiàn)女性冠心病患者發(fā)病率在逐年上升至1%，而男性發(fā)病率則下降至2.2%。女性較男性發(fā)病時間晚10年，女性絕經期前冠心病發(fā)病率較男性少，是因為女性的雌激素對心血管有保護作用〔10〕。既往病史對冠心病的影響較大，高血壓、腦梗死發(fā)病機制與冠心病相似，新近發(fā)生的腦梗死可能與冠心病有相同的危險因素。

冠心病的并發(fā)癥包括心律失常、心臟性猝死、心源性休克、心力衰竭、缺血性心肌病、二尖瓣脫垂、心肌梗死等。心力衰竭主要由于冠狀動脈粥樣硬化狹窄造成心肌血供長期不足，心肌組織發(fā)生營養(yǎng)障礙和萎縮產生散在的或彌漫性心肌纖維化及心室發(fā)生重構所致。目前心力衰竭的分級標準參照美國紐約心臟病學會(NYHA)1928年提出的一項分級方案分為Ⅰ～Ⅳ級，Ⅰ級：患者患有心臟病，但活動量不受限制，平時一般活動不引起疲乏、心悸、呼吸困難或心絞痛。Ⅱ級：心臟病患者的體力活動受到輕度的限制，休息時無自覺癥狀，但平時一般活動下可出現(xiàn)疲乏、心悸、呼吸困難或心絞痛。Ⅲ級：心臟病患者體力活動明顯受限，小于平時一般活動即引起上述的癥狀。Ⅳ級：心臟病患者不能從事任何體力活動。休息狀態(tài)下也出現(xiàn)心力衰竭的癥狀，體力活動后加重〔11〕。從分級標準可以看出Ⅰ～Ⅱ級的心力衰竭患者日常活動受限不明顯，Ⅲ～Ⅳ級的心力衰竭患者體力活動明顯受限。本文結果表明，研究心力衰竭的危險因素對提高患者的生存質量及生存率非常必要。

冠狀動脈粥樣硬化的患者中一半以上都患有高血壓，高血壓患者患冠心病的概率更大，血壓波動與冠心病合并心力衰竭有密切關系。腦梗死的發(fā)生機制與冠心病十分相似，因此，腦梗死與冠心病的聯(lián)系十分緊密。腦梗死與冠心病的共同危險因素較多，如高血壓、吸煙、高血糖、血脂異常等〔12〕。本次研究表明腦梗死是冠心病合并心力衰竭的危險因素。

血清中高密度脂蛋白膽固醇水平下降及低密度脂蛋白膽固醇水平升高是冠心病的危險因素，三酰甘油是否為危險因素一直是討論的焦點，本文結果證實，高密度脂蛋白和低密度脂蛋白均與冠心病合并心力衰竭有強關聯(lián)關系。

目前尚未有確定尿素氮為危險因素的研究。但有學者在研究慢性心力衰竭伴腎功能不全的相關危險因素時，對腎功能不全和腎功正常者對照的實驗室指標進行比較時發(fā)現(xiàn)，尿素氮在兩組間差異中有統(tǒng)計學意義(P<0.05)〔13〕。本文研究結果表明，尿素氮與冠心病合并心力衰竭強關聯(lián)。

本文研究發(fā)現(xiàn)：在關聯(lián)規(guī)則最強的10條規(guī)則中，關聯(lián)變量均與其中的尿膽紅素有關，且尿膽紅素處于正常范圍時，患者也患有冠心病，因此該指標應該引起重視。乙肝表面抗原正常合并尿亞硝酸鹽或高密度脂蛋白正常時，尿膽紅素正常。本文結果證實高密度脂蛋白與尿膽紅素有關，且呈正相關，尿亞硝酸鹽也與尿膽紅素有關，乙肝表面抗體與尿膽紅素關聯(lián)較強，有研究顯示在冠心病患者中高密度脂蛋白膽固醇與血清膽紅素呈正相關〔14〕，亦提示高密度脂蛋白與尿膽紅素關系密切，呈正相關。亞硝酸鹽和乙肝表面抗原與尿膽紅素的關聯(lián)性可能與心力衰竭患者肝功能改變有關。