본 연구에서는 기계 학습을 사용하여 심혈관 질환 예측 모델을 제안한다. 먼저 두 집단간에 다양한 차이를 다차원분석하고 그 결과를 시각화한다. 특히, 질환과 같이 정상집단과 환자집단 간에 높은 클래스 불균형이 존재하는 경우에 대하여 민감도를 향상시킬 수 있는 비용 민감 학습을 사용하는 예측 모델을 제안한다. 본 연구에서는 대표적인 머신러닝 기술인 CART와 XGBoost를 사용하여 예측모델을 개발하고, 심혈관 질환 환자 데이터를 대상으로 예측하고 성능을 비교한다. 연구결과에 따르면 CART가 XGBoost 보다 더 높은 정확도와 특이도를 보였으며, 정확도는 약 70%~74%로 나타났다.
연구배경: 수면 무호흡 증후군에서 고혈압, 허혈성 심질환, 심부정맥등과 같은 심혈관 합병증과 주간 과다 졸음증은 주간 사고와 사망율의 증가와 관계가 있다. 수면 무호흡 증후군 환자에서의 심혈관 합병증의 원인으로는 수면중의 저산소혈증과 자율 신경 장애가 중요한 역할을 한다. 현재까지 수면 무호흡 증후군 환자에서 자율 신경 장애 유무에 대해서는 상반된 결과가 발표되고 있으며 발생기전도 잘 밝혀져 있지 않다. 저자들은 수면 무호흡 증후군 환자에서 자율 신경 장애 검사로 심혈관 자율 신경 장애 검사법이 유용한 검사가 될 수 있을지를 알아보았고 자율 신경 장애의 유무를 확인하였으며 이들 장애가 의미있는 상관 관계가 있는 인자를 알아보았다. 방 법: 수면 다원 검사에서 수면 무호흡 증후군으로 진단된 환자와 건강한 대조군에서 심혈관 자율 신경 장애 검사를 실시하여 환자군에서 자율 신경 장애 유무를 관찰하였으며 또한 수면 무호흡 증후군에서 심혈관 자율 신경 장애 검사가 유효한 검사법이 될 수 있을지를 알아 보았다. 또한 심혈관 자율 신경 장애 검사 결과와 수면 다원 검사 결과를 비교 분석하여 자율 신경 장애와 관계있는 인자를 알아보았다. 결 과: 수면 무호흡 증후군 환자에서 심혈관 자율 신경 장애 검사법의 결과 환자군에서 대조군보다 Valsalva maneuver 에서 유의한 차이를 보이면서 낮게 측정되었으며 나머지 항목에서는 유의한 차이가 없었다. 자율 신경 장애의 정도를 나타내는 자율 신경 장애 접수는 환자군이 $1.10{\pm}0.55$점으로 대조군의 $0.30{\pm}0.36$ 점보다 의의있게 높았으며, 교정한 QTc 간격도 환자군이 $423.93{\pm}18.44msec$, 대조군이 $396.93{\pm}19.85msec$로 두 군간에 유의한 차이를 보였다 (p<0.001). 그러나 자율 신경 장애 접수와 교정한 QTc 간격사이에는 상관 관계가 없었다 (r=0.410, p=0.073). 자율 신경 장애 점수와 수면 다원 검사에서 측정된 항목사이에는 유의한 상관 관계를 가지는 항목을 관찰할 수 없었다. 자율 신경 장애 정도를 유형에 따라 5가지로 분류하고 환자의 분포를 당뇨병 환자와 비교해 본 결과 두 질환은 서로 다른 분포를 보였다. 결 론: 수면 무호흡 증후군 환자에서 심혈관 자율 신경 장애 검사법을 적용하여 자율 신경계의 장애가 있음을 확인할 수 있었으며 심혈관자율 신경 장애 검사법이 수면무호흡 환자의 자율 신경 장애를 평가할 수 있는 유용한 검사법이었다. 앞으로 자율 신경 장애의 발생에 관여하는 인자를 밝히기 위한 더 많은 연구가 시행되어야 할 것으로 생각된다.
본 연구의 목표는 당뇨 및 심혈관계 질환자의 상태를 주기적 지속적으로 관리하기 위하여 당뇨 심혈관 관련 질병 DB를 구축하고, 기존 OCS, PACS, EMR, ERP등의 환자 DB를 통합 연계하는 지능형 통합 인터페이스 환경을 통해 환자가 원하는 최적의 서비스를 최적의 타이밍에 제공할 수 있는 개인 맞춤형 의료정보 융합시스템을 설계하는 것이다. 이를 위해 당뇨 및 심혈관 질환에 대한 지능형 DB를 구축하고, OCS, EMR, PACS 등 기존의 타 시스템과의 유연한 연계처리를 통한 데이터 통합 환경을 제공한다. 또한, 개인 맞춤형 의료정보 응합 시스템의 QoS와 신뢰성, 확장성 등을 고려하여 H/W설계, S/W설계와 데이터호환 방법을 설계한다.
본 논문은 심혈관질환을 예방하기 위한 심박변이도 검사(HRV), 압맥파 검사(PTG), 용적맥파 검사(SDPTG), 사지혈압 검사(BPD), 맥파전달속도 검사(PWV)를 통해 심혈관의 상태를 분석하고 질병을 예방하는데 도움이 될 수 있도록 측정하고 진단 할 수 있는 심혈관 질환에 대한 통합 진단 시스템을 개발하였다. 본 논문에서 개발된 진단 시스템을 통해서 나오는 결과에 대한 소개하였다.
압타머칩은 혈청(serum) 내의 지정된 단백질의 상대적 양을 직접 측정할 수 있는 바이오칩으로서, 의학적 질병 진단에 유용하게 사용할 수 있는 툴이다. 압타머칩 데이터 분석에는 기존의 마이크로어레이 분석기법을 그대로 적용할 수 있다. 본 논문에서는 Potential SVM(PSVM)을 이용하여, 심혈관질환 샘플 기반의 압타머칩 데이터에서 바이오마커 후보 단백질을 선정한 결과를 정리한다. PSVM은 분류 알고리즘으로서 뿐만 아니라 자질 선택(feature selection)에서도 우수한 성능을 보이는 알고리즘으로 알려져 있다. 심혈관 질환의 단계에 따라 구분한 4개 클래스, 135개 샘플로 구성된 3K 압타머칩 데이터에 대해 PSVM을 적용하여 자질을 선택하고 분류성능을 측정한 결과, 마이크로어레이에서의 자질 선택에 많이 사용되는 Gain Ratio 기법과 비교하여 보다 적은 수의 단백질 정보로 보다 나은 분류 성능을 보임을 확인하였다. 더불어, PSVM을 이용해 선택한 단백질군을 심혈관 질환 진단을 위한 바이오마커 후보로 제시한다.
본 연구의 목적은 Framingham risk score (FRS)를 이용하여 연령군에 따른 심혈관질환의 위험요인을 규명하는 것이다. 본 연구는 국민건강영양조사 제 6기(2013-2015) 자료 중 30-74세 남성 5211명의 자료를 분석한 서술적 횡단연이다. 연령을 통제한 회귀분석 결과 심혈관질환은 정상군에 비해 비만군이 2.5배(OR=2.51, 95% CI=2.05-3.07), 신체활동을 하지 않는 군이 1.7배 (OR=1.71, 95% CI=1.39-2.10), 과음하는 군이 1.3배 (OR=1.33, 95% CI=1.09-1.62) 높게 나타났고 식이섬유 섭취량이 적을수록(OR=0.99, 95% CI=0.98-0.99) 심혈관질환 위험이 높은 것으로 나타났다. 특히 비만은 청년 및 중년 남성의 중요한 예측요인으로 분석되어 향후 본 연구결과는 심혈관질환의 잠재적 위험군인 청년 및 중년 남성을 대상으로 체중감소, 신체활동증가와 같은 생활습관을 변화시키는 교육 및 중재 프로그램 개발에 활용될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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