[논문 리뷰] Prevalence and Major Risk Factors of Non-communicable Diseases: A Machine Learning based Cross-Sectional Study

Mrinmoy Roy, Anica Tasnim Protity외 2명|arXiv (Cornell University)|2023. 03. 03.

Global Public Health Policies and EpidemiologyBusiness, Management and Accounting인용 수 3

한 줄 요약

이 기계학습 기반 횡단적 연구는 방글라데시 다카의 성인 환자 집단에서 비전염성질환(NCD)의 유병률과 위험 요인을 조사한다. 통계적 검증과 데이터 분석을 통해 심혈관질환(CVD)이 가장 흔한 NCD임을 밝혀내었으며, 이는 83.56%의 유병률을 보였다. CVD, 당뇨병, 비만 및 다중합병증 간에는 강한 연관성이 있었으며, 특히 남성 및 중년층에서 두드러졌다.

ABSTRACT

Objective: The study aimed to determine the prevalence of several non-communicable diseases (NCD) and analyze risk factors among adult patients seeking nutritional guidance in Dhaka, Bangladesh. Result: Our study observed the relationships between gender, age groups, obesity, and NCDs (DM, CKD, IBS, CVD, CRD, thyroid). The most frequently reported NCD was cardiovascular issues (CVD), which was present in 83.56% of all participants. CVD was more common in male participants. Consequently, male participants had a higher blood pressure distribution than females. Diabetes mellitus (DM), on the other hand, did not have a gender-based inclination. Both CVD and DM had an age-based progression. Our study showed that chronic respiratory illness was more frequent in middle-aged participants than in younger or elderly individuals. Based on the data, every one in five hospitalized patients was obese. We analyzed the co-morbidities and found that 31.5% of the population has only one NCD, 30.1% has two NCDs, and 38.3% has more than two NCDs. Besides, 86.25% of all diabetic patients had cardiovascular issues. All thyroid patients in our study had CVD. Using a t-test, we found a relationship between CKD and thyroid (p-value 0.061). Males under 35 years have a statistically significant relationship between thyroid and chronic respiratory diseases (p-value 0.018). We also found an association between DM and CKD among patients over 65 (p-value 0.038). Moreover, there has been a statistically significant relationship between CKD and Thyroid (P < 0.05) for those below 35 and 35-65. We used a two-way ANOVA test to find the statistically significant interaction of heart issues and chronic respiratory illness, in combination with diabetes. The combination of DM and RTI also affected CKD in male patients over 65 years old.

연구 동기 및 목표

• 방글라데시 다카의 성인 환자 집단에서 당뇨병성 질환(DM), 만성신장질환(CKD), 심혈관질환(CVD) 및 기타 비전염성질환(NCD)의 유병률을 평가하기 위해.
• 통계적 및 기계학습 기반 분석을 활용해 NCD와 관련된 주요 인구통계학적 및 임상적 위험 요인을 규명하기 위해.
• NCD 간의 합병증 패턴과 상호관계를 검토하여 특히 성별, 연령 및 비만에 초점을 맞추기 위해.
• 특정 NCD 간의 통계적 유의성 있는 연관성, 예를 들어 심혈관질환과 갑상선질환 간 또는 당뇨병과 만성신장질환 간의 연관성을 평가하기 위해.
• 저자원 도시 환경에서 고위험군을 대상으로 한 공중보건 개입을 위한 증거 기반 통찰을 제공하기 위해.

제안 방법

• 다카의 영양 상담을 받기 위해 방문한 환자들의 익명화된 데이터를 활용한 횡단적 연구를 수행하였다.
• t-검정, 이원분산분석(ANOVA), p-값 분석을 포함한 추론 통계 방법을 적용하여 NCD와 인구통계학적/임상 변수 간의 연관성을 평가하였다.
• 유병률 추정을 통해 연령군 및 성별에 따른 개별 및 동시 발생 NCD의 빈도를 파악하였다.
• 기계학습 기반 데이터 분석을 활용하여 다수의 NCD 및 위험 요인 간의 패턴과 상호작용을 탐지하였다.
• 참가자를 연령군(35세 이하, 35–65세, 65세 초과), 성별, 체질량지수(BMI) 상태로 분류하여 하위군별 질환 패턴을 평가하였다.
• 합병증 유병률을 계산하고, p-값 및 유의수준 기준(0.05 이하)을 사용하여 관찰된 연관성의 통계적 유의성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 방글라데시 다카의 성인 환자 집단에서 심혈관질환(CVD), 당뇨병성 질환(DM), 만성신장질환(CKD), 갑상선질환 등의 주요 비전염성질환(NCD)의 유병률은 얼마인가?
• RQ2 성별 및 연령군은 특정 NCD, 특히 심혈관질환과 당뇨병의 위험도 및 분포에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 NCD 간의 합병증 정도는 어느 정도이며, 이 연구 집단에서 가장 흔한 조합은 무엇인가?
• RQ4 특정 NCD 간에 통계적으로 유의미한 연관성이 있는가(예: 심혈관질환과 갑상선질환 간 또는 만성신장질환과 당뇨병 간의 연관성) 그리고 이는 다양한 연령 및 성별 하위군에서 어떻게 나타나는가?
• RQ5 비만과 연령은 이 집단에서 다수의 NCD를 유발할 위험과 어떻게 상호작용하는가?

주요 결과

• 심혈관질환(CVD)은 모든 참가자 중 83.56%에서 영향을 미치는 가장 흔한 NCD였으며, 여성 대비 남성에서 더 높은 유병률을 보였다.
• 당뇨병성 질환(DM)은 성별 간 유의미한 차이가 없었지만, 연령에 따라 진행되었으며, 65세 이상 환자에서 만성신장질환(CKD)과 통계적으로 유의미한 연관성이 있었다(p-값 0.038).
• 입원 환자 중 20%는 비만이었고, 38.3%는 두 가지 이상의 NCD를 동시에 앓고 있었으며, 이는 다중합병증의 높은 유병을 시사하였다.
• 당뇨병 환자의 86.25%는 심혈관 문제를 동반했고, 연구에서 갑상선질환 환자 전원이 함께 심혈관질환을 앓고 있었으며, 이는 갑상선질환과 CVD 간의 강력한 연관성을 시사한다.
• 35세 이하 및 35–65세 연령군에서 만성신장질환(CKD)과 갑상선질환 간에 통계적으로 유의미한 관계가 발견되었으며(p < 0.05), 남성 35세 이하에서 갑상선질환과 만성 호흡기질환 간의 관계도 통계적으로 유의미했다(p-값 0.018).
• 이원분산분석을 통해 남성 환자 중 65세 이상에서 당뇨병과 호흡기 감염(RTI)의 조합이 만성신장질환(CKD) 위험에 유의미하게 영향을 주었다(p-값 0.038).