心房颤动(简称房颤)是最常见的持续性心律失常。随着年龄增长房颤的发生率不断增加,75岁以上人群可达 10%。房颤时心房激动的频率达 300~600 次/分,心跳频率往往快而且不规则,有时候可达100~160次/分,不仅比正常人心跳快得多,而且绝对不整齐,心房失去有效的收缩功能。房颤患病率的增长还与冠心病、高血压病和心力衰竭等疾病的增长密切相关。
很多医生经过长期的医疗临床从大量的病例中感知到了肾功能也许和房颤有某些联系,虽然这时还停留在经验医学的层次,但这样的“专家经验”往往是数据挖掘与知识发现的开端;所以临床医生们只要运用数据挖掘技术来验证,这种专家的经验就有可能转化为新的医学知识发现。事实上,数据的统计与临床医学有先天的血肉联系。任何医生的个体经验和病人的个体经验必须有大样本的数据集合支撑才有归纳总结的必要与意义,在医学的归纳与演绎中,数据分析占据宏观的高地,个体的病例只是沧海一粟。一个不懂得数据技术的医生只能是一个手术工匠,反之,能够用数据来支持临床经验的医生可以乘上归纳与演绎的翅膀,飞向医学科学的高处。
房颤与肾功能的关联分析也是如此,如何把医生的感觉与经验上升为新的医学知识发现呢?
首先是对临床医学的一种灵感,房颤属于心率失常,在大多数的三甲医院属于心脏中心或心内科的范围,而肾功能属于肾内科。要找到两者的联系规律,必须要有数据作为支撑。
其次是建立模型与变量。反映肾功能的主要检查指标有以下几种:①内生肌酐清除率;②血尿素氮;③血肌酐;④血红蛋白和红细胞数;⑤尿比重;⑥尿渗透压;⑦尿酚红排泄试验等。其中以前 3 种最为重要。内生肌酐清除率、血尿素氮、血肌酐的指标主要反映肾小球的滤过功能,慢性肾衰的贫血是由肾实质损伤所导致的,其程度与肾功能的损害程度相平行。而尿比重、尿酚红排泄试验、尿渗透压是检查肾小管功能的主要指标,直接反映肾脏的浓缩功能。平常人们最关注的肾功能检查,泛指血尿素氮及肌酐浓度的测定值。
我们选择肾功能、肾小球滤过率、蛋白尿作为主要的变量来考查它们与房颤之间的敏感度。
案例:
慢性肾功能不全与心血管疾病的发病率密切相关,因此我们假定慢性肾功能不全也会增加房颤发生的风险,既往研究在该方面尚无明确结论。
方法与结果:我们对本中心5年来的678例慢性肾功能不全患者进行了回顾性分析,评估了肾功能、肾小球滤过率、蛋白尿与房颤发生率之间的关系。与个别的肾小球滤过率小于或等于 90ml/(min·1.73/m 2 )的患者相比,当肾小球滤过率降低至60~89、30~59和15~29 ml/(min·1.73/m 2 )时,各自的房颤多变量危险比和95%的可信区间分别是1.3(1.1~1.6),1.6(1.3~2.1),3.2(2.0~5.0;P值小于0.0001)。
资料来源:李平/刘小燕.慢性肾功能不全与房颤发病率的相关性研究.第三军医大学全军心血管病研究所.2012年.
这个案例生动地反映了医学数据挖掘与知识发现的基本规律:首先观察细致,专业经验丰富;其次是建模准确,变量选择科学;最后是数据采集准确,清洗得当。
下面我们用一个完整的案例来说明数据挖掘技术是怎样发现房颤与肾功能障碍之间的关联规则的。
慢性肾功能不全(Chronic Renal Insufficiency,CRI)是临床上常见的病理生理状态,流行病学调查显示美国成人CKD的患病率约为11%,我国北京市慢性肾功能不全的患病率为18.7%。CRI患者常存在心脏结构和功能的改变及内环境的异常,与房颤一样可以同时合并存在诸多危险因素,如高血压、糖尿病、缺血性心肌病、肥胖、代谢综合征等。国外研究报道,慢性肾脏病患者房颤的患病率高达 13%~23%,因此,研究慢性肾脏病患者房颤的发生与相关性具有重要流行病学和临床意义。
背景:心房颤动(以下简称房颤)是普通人群中最常见的持续性心律失常,其患病率在普通人群为 1%~8%。房颤是缺血性中风和死亡最大的独立预测风险因素之一。慢性肾功能不全(Chronic Renal Insufficiency,CRI)是最常见的临床病理状态,而且多存在心脏结构和功能异常,以及内部环境的失衡。房颤和慢性肾脏疾病(Chronic Kidney Disease,CKD)具有一些共同的危险因素(如高血压、糖尿病、心血管疾病、肥胖、代谢综合征)。虽然国外研究表明CRI患者房颤的患病率较高,但关于CRI患者房颤的患病率及其相关关系国内鲜有研究报道。
方法:754例病人(63.3±16.4年,53.1%为男性)被纳入研究,CRI患者来自重庆医科大学附属第二医院、重庆市中山医院、重庆市第三人民医院2006年1月~2009年6月期间的住院患者。心房颤动、房性心动过速(持续时间大于1分钟)和频率房性早搏(8000次/24h)均由12导联心电图记录、24小时动态心电图和既往确切病史判定,纳入统计分析时均视为房性心律失常。计算并组间比较年龄、性别以及 eGFR 各亚组房颤的患病率。多元 logistic 回归分析房颤和房性心律失常的横向相关性及相关因素。
结果:平均估计肾小球滤过率分别为18.7±17.0 ml/(min·1.73 m 2 ),89.4%的研究对象eGFR≤45 ml/(min·1.73 m 2 ),45.6%的为血液透析病人。大于 70 岁的患者占25%,房颤和房性心律失常患病率分别为18.8%、24.8%。与eGFR≥45 ml/(min·1.73 m 2 )患者相比,eGFR≤45 ml/(min·1.73 m 2 )患者房颤和房性心律失常的患病率更高(20.4%和 16.0%,P=0.001)。多元 logistic 回归分析显示年龄、冠心病、糖尿病、心力衰竭病史和透析与房颤及房性心律失常显著相关。性别、吸烟、饮酒、体重指数、高血压、增大的左房和高脂血症与房颤及房性心律失常无显著相关性。eGFR≤45 ml/(min·1.73 m 2 )可能也与房颤相关,但统计学意义并不显著(P=0.117)。
结论:CRI 患者房颤的患病率较普通人群更高,年龄、冠心病、糖尿病、心力衰竭病史和透析与CRI患者房颤的发生显著相关。