第一部分基于機(jī)器學(xué)習(xí)的HPS患者IPVD篩選技術(shù)的研究背景“肝肺綜合征”（hepatopulmonary syndrome,HPS）是在慢性肝臟疾病的基礎(chǔ)上逐漸出現(xiàn)的肺內(nèi)血管擴(kuò)張（intrapulmonary vascular dilation,IPVD）與低氧血癥,進(jìn)而導(dǎo)致的一種嚴(yán)重肺部并發(fā)癥,其發(fā)生顯著增加了圍術(shù)期肺部感染、呼吸衰竭,甚至死亡。對(duì)于HPS患者,早期篩選、早期介入治療是關(guān)鍵;對(duì)比增強(qiáng)超聲心動(dòng)圖（contrast enhanced echocardiography,CEE）是重要的診斷指標(biāo),但屬于有創(chuàng)操作且價(jià)格較貴,難以大批量對(duì)肝硬化患者是否并發(fā)HPS進(jìn)行篩選和診斷。尤其是我國(guó)作為肝病大國(guó),目前臨床上只有當(dāng)肝病患者呼吸困難特別顯著時(shí),才考慮進(jìn)行HPS的診斷。至今,國(guó)內(nèi)外仍然缺乏快速且無(wú)創(chuàng)的HPS篩選診斷技術(shù)。我們?cè)谇捌谘芯炕A(chǔ)上,聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能研究院,開(kāi)展基于機(jī)器學(xué)習(xí)的HPS患者IPVD篩選技術(shù)的研究,有利于圍術(shù)期快速有效篩選HPS患者,從而減少圍術(shù)期各種并發(fā)癥的發(fā)生,具有較重要的臨床意義。方法1.通過(guò)倫理委員會(huì)審核,批件2017年科研第（35）號(hào);并于cl... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【圖文】：

IPVD是HPS的典型病理改變

陸軍軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文16到一定限制。HPS可以分為Ⅰ型彌散型與Ⅱ型局灶型，Ⅰ型又可分為輕型與重型，輕型的特征是存在輕度蜘蛛狀擴(kuò)張的血管，重型特征是為更明顯的海綿樣血管擴(kuò)張；Ⅱ型特征是存在動(dòng)靜脈分流，類似臨床上所常見(jiàn)的遺傳性毛細(xì)血管擴(kuò)張玻目前考慮到操作成本、操作風(fēng)險(xiǎn)以及配套醫(yī)療資源的問(wèn)題，CEE并不是肝硬化患者行HPS診斷的首選篩查指標(biāo)；甚至在等待肝移植的患者中，國(guó)內(nèi)外指南也是推薦采用指尖血氧飽和度（pulseoxygensaturation，SpO2）<96%作為篩查HPS的閾值（圖2）。然而，以SpO2作為HPS的篩選技術(shù)，存在明顯的高假陰性和假陽(yáng)性，爭(zhēng)議不斷。例如FordeKA教授研究結(jié)果則認(rèn)為―脈搏血氧測(cè)定法對(duì)肝移植患者的肝肺綜合征檢測(cè)不夠敏感‖16。尋找更佳的篩選技術(shù)一直是目前臨床研究的熱點(diǎn)。那么，借助目前人工智能（artificialintelligence，AI）技術(shù)，是否能夠通過(guò)收集整理肝硬化患者的癥狀、體征、以及部分無(wú)創(chuàng)指標(biāo)，分析并揭示其潛在的聯(lián)系，而后通過(guò)優(yōu)化的HPS檢查流程，得到新的篩查技術(shù)，達(dá)到HPS/IPVD的快速有效篩查？圖2肝移植前HPS診斷1.1.3基于機(jī)器學(xué)習(xí)（machinelearning，ML）算法在醫(yī)學(xué)診斷和預(yù)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

陸軍軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文18定問(wèn)題空間中運(yùn)作的策略）。ML可通過(guò)邏輯回歸（logisticregression，LR）、自適應(yīng)Boosting（adaptiveboosting，AdaBoost）、梯度提升決策樹（gradientboostingdecisiontree，GBDT）支、CNN、持向量機(jī)（supportvectormachine，SVM）、貝葉斯學(xué)習(xí)、k均值聚類以及關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)等技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)（圖3）26。圖3人工智能分類目前，已有部分報(bào)道提示可通過(guò)臨床特征和基于生化指標(biāo)檢查的結(jié)果，用于預(yù)測(cè)罹患IPVD的危險(xiǎn)程度。例如，IPVD患者的Child-Pugh評(píng)分和膽紅素濃度較高，凝血酶原時(shí)間（prothrombintime，PT）較長(zhǎng)，肌酐（creatinine，CRE）較低7；蜘蛛痣、杵狀指和發(fā)紺也被認(rèn)為是IPVD的特征性表現(xiàn)之一；仰臥位氧飽和度與站立位血氧飽和度的差值也曾被用于檢測(cè)IPVD的存在，但是其靈敏度較低（60%）27。所有的結(jié)果提示，采用單一因素來(lái)診斷肝硬化患者中IPVD，其效能并不令人滿意。因?yàn)榕R床癥狀與實(shí)驗(yàn)室結(jié)果之間的相互作用往往是呈現(xiàn)為復(fù)雜的和/或非線性表現(xiàn)，所以采用傳統(tǒng)的線性判別分析時(shí)，難以揭示其準(zhǔn)確聯(lián)系。同時(shí)，我們注意到IPVD具有很多相關(guān)的其他臨床表現(xiàn)，包括肝性腦并呼吸困難、肝掌、腹水等，而這些額外的指標(biāo)的導(dǎo)入也許可以提高預(yù)測(cè)模型的精確度。1.2本研究的意義對(duì)于HPS患者，早期篩癬早期介入治療是關(guān)鍵；CEE是重要的診斷指標(biāo)，但屬于有創(chuàng)操作且價(jià)格較貴，難以大批量對(duì)肝硬化患者是否并發(fā)HPS進(jìn)行篩選和診斷；尤

【參考文獻(xiàn)】：
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