S'abonner

Characterizing advanced heart failure risk and hemodynamic phenotypes using interpretable machine learning - 23/04/24

Doi : 10.1016/j.ahj.2024.02.001 
Josephine Lamp, BS a, , Yuxin Wu, BS d, Steven Lamp, BS a, Prince Afriyie, PhD b, Nicholas Ashur, MD c, Kenneth Bilchick, MD c, Khadijah Breathett, MD, MS e, Younghoon Kwon, MD, MS f, Song Li, MD f, Nishaki Mehta, MD g, Edward Rojas Pena, MD c, Lu Feng, PhD a, Sula Mazimba, MD, MPH c, h
a Department of Computer Science, University of Virginia, Charlottesville, VA 
b Department of Statistics, University of Virginia, Charlottesville, VA 
c Department of Cardiovascular Medicine, University of Virginia, Charlottesville, VA 
d Department of Computer Science, University of California, Los Angeles, CA 
e Division of Cardiovascular Medicine, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, IN 
f Department of Cardiovascular Medicine, University of Washington, Seattle, WA 
g Department of Cardiology, William Beaumont Oakland University School of Medicine, Royal Oak, MI 
h Transplant Institute, AdventHealth, Orlando, FL 

Reprint requests: Josephine Lamp, University of Virginia, Rice Hall, 85 Engineer's Way, Charlottesville, VA 22903University of VirginiaRice Hall, 85 Engineer's WayCharlottesvilleVA22903

Abstract

Background

Although previous risk models exist for advanced heart failure with reduced ejection fraction (HFrEF), few integrate invasive hemodynamics or support missing data. This study developed and validated a heart failure (HF) hemodynamic risk and phenotyping score for HFrEF, using Machine Learning (ML).

Methods

Prior to modeling, patients in training and validation HF cohorts were assigned to 1 of 5 risk categories based on the composite endpoint of death, left ventricular assist device (LVAD) implantation or transplantation (DeLvTx), and rehospitalization in 6 months of follow-up using unsupervised clustering. The goal of our novel interpretable ML modeling approach, which is robust to missing data, was to predict this risk category (1, 2, 3, 4, or 5) using either invasive hemodynamics alone or a rich and inclusive feature set that included noninvasive hemodynamics (all features). The models were trained using the ESCAPE trial and validated using 4 advanced HF patient cohorts collected from previous trials, then compared with traditional ML models. Prediction accuracy for each of these 5 categories was determined separately for each risk category to generate 5 areas under the curve (AUCs, or C-statistics) for belonging to risk category 1, 2, 3, 4, or 5, respectively.

Results

Across all outcomes, our models performed well for predicting the risk category for each patient. Accuracies of 5 separate models predicting a patient's risk category ranged from 0.896 +/- 0.074 to 0.969 +/- 0.081 for the invasive hemodynamics feature set and 0.858 +/- 0.067 to 0.997 +/- 0.070 for the all features feature set.

Conclusion

Novel interpretable ML models predicted risk categories with a high degree of accuracy. This approach offers a new paradigm for risk stratification that differs from prediction of a binary outcome. Prospective clinical evaluation of this approach is indicated to determine utility for selecting the best treatment approach for patients based on risk and prognosis.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abbreviations : AUC, DBP, SBP, CPI, DeLvTx, HF, MVDD, PAS, PCWP, ROC


Plan


© 2024  Elsevier Inc. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 271

P. 1-11 - mai 2024 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • The design of the PRINCESS 2 trial: A randomized trial to study the impact of ultrafast hypothermia on complete neurologic recovery after out-of-hospital cardiac arrest with initial shockable rhythm
  • Emelie Dillenbeck, Jacob Hollenberg, Michael Holzer, Hans-Jörg Busch, Graham Nichol, Peter Radsel, Jan Belohlavec, Ervigio Corral Torres, Esteban López-de-Sa, Fernando Rosell, Giuseppe Ristagno, Sune Forsberg, Filippo Annoni, Leif Svensson, Martin Jonsson, Denise Bäckström, Mikael Gellerfors, Akil Awad, Fabio S Taccone, Per Nordberg
| Article suivant Article suivant
  • Anatomic and physiologic classification of adults with congenital heart disease to predict adverse outcomes: Use of administrative codes compared to clinical staging
  • Lindsey C. Ivey, Attila Ahmad, Joy Chen, Fred H. Rodriguez III, Cheryl Raskind-Hood, Wendy M. Book

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Déjà abonné à cette revue ?

Elsevier s'engage à rendre ses eBooks accessibles et à se conformer aux lois applicables. Compte tenu de notre vaste bibliothèque de titres, il existe des cas où rendre un livre électronique entièrement accessible présente des défis uniques et l'inclusion de fonctionnalités complètes pourrait transformer sa nature au point de ne plus servir son objectif principal ou d'entraîner un fardeau disproportionné pour l'éditeur. Par conséquent, l'accessibilité de cet eBook peut être limitée. Voir plus

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2025 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.