机器学习算法构建慢性肾脏病伴高血压或糖尿病的预测模型

摘要

目的 构建社区高血压、糖尿病患者中慢性肾脏病（CKD）早期预测模型。方法 群随机抽样昆明市4个城区的社区服务中心。对各中心建档居民分为疾病组（n=1 267）和对照组（n=566），疾病组居民患有高血压和或糖尿病，对照组未患。分别调查2组CKD患病情况并进行问卷调查、实验室检查和人浆细胞瘤变异易位基因（PVT1）基因中5个单核苷酸多态位点等检测。Logistics回归筛选有统计学意义的危险因素纳入机器学习模型构建。算法模型包括支持向量机（SVM）、随机森林模型（RF），朴素贝叶斯（NB）模型和人工神经网络（ANN），并对比评价4个模型的效能和准确性进行比较分析。结果 筛选出13项具有统计学意义的指标（P <0.05），包括年龄、疾病类型、民族、血尿素氮、血肌酐、eGFR、PAM13量表分数、睡眠质量调查、熬夜情况、PVT1基因单核苷酸多态位点rs11993333及rs2720659。基于危险指标建立机器学习算法模型。ANN模型的准确度达94.6%、特异性为66.67%、Kappa值为0.729 4、ROC和PRC曲线下面积（0.941 8和0.926 1）均高于其它3种模型；RF模型敏感性最高位100%。结论 机器学习算法构建的CKD早期诊断模型在社区高血压或糖尿病患者中有较好的预测效能。尤其ANN模型各项性能优于其它。

关键词

慢性肾脏病 / 机器学习 / 预测模型 / 高血压 / 糖尿病

基金资助

云南省教育厅科学研究基金资助项目（2022J0268）;; 昆明医科大学第一附属医院博士科研基金资助项目（2021BS018）