使用随机森林和SHAP算法分析环境参数和心血管疾病之间的相互作用.
Gianfranco Castronuovo1, Gianfranco Favia2, Vito Telesca1
1School of Engineering, University of Basilicata, 85100 Potenza, Italy.
气候变化,包括温度波动和空气污染,显著影响心血管疾病 (CVD) 死亡率. 这项研究使用机器学习来识别关键的天气因素,如大气压影响心血管疾病住院.
科学领域:
- 环境健康 环境健康
- 心脏病学 心脏病学
- 数据科学数据科学数据科学
背景情况:
- 心血管疾病 (CVD) 是全球主要的死亡原因.
- 极端的高温和低温都会增加与心血管疾病相关的死亡率和住院病例.
- 气候变化通过温度变化和空气污染加剧心血管疾病风险.
研究的目的:
- 调查天气气候变量与心血管疾病住院患者之间的关系.
- 使用机器学习开发CVD入学预测模型.
- 确定影响心血管健康的关键环境因素.
主要方法:
- 利用每天的急诊室入院数据 (2013-2019) 与天气和空气质量数据.
- 采用随机森林 (RF) 模型来模拟CVD吸收趋势.
- 应用季节性和趋势分解使用洛斯 (STL) 和夏普利添加式扩展 (SHAP) 进行分析.
主要成果:
- 实现了R平方0.97的模型性能和0.36的平均绝对误差.
- 大气压,最低温度和一氧化碳是关键预测因素,占预测功率的74%.
- 大气压是影响力最大的因素,贡献了37%.
结论:
- 天气气候变量显著影响心血管疾病.
- 确定了关键的气候因素,为公共卫生战略提供了一个框架.
- 这些发现有助于政策制定者和医疗保健专业人员减轻气候变化对心血管疾病的影响.
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