基于机器学习回归调整的患者数据实时质量控制模型在电解质检测中的应用效果谭笑 段昕岑 朱晶 邵文琦 厉倩 潘柏申 王蓓丽 郭玮
中华检验医学杂志2026年 49卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn114452-20260422-00258
目的
比较基于机器学习回归调整的患者数据实时质量控制(RARTQC)模型与其他常用模型在电解质检测中的应用效果。
方法
回顾性收集2024年1月1日至2025年5月31日就诊于复旦大学附属中山医院患者的临床基线信息及电解质检测结果,共纳入567 987例患者血清钠(Na+)、钾(K+)、氯(Cl-)、血清钙(Ca2+)和血清碳酸氢根(HCO₃⁻)检测结果作为训练集(377 697例)和验证集(190 290例),其中男性340 131例(59.89%),女性227 856例(40.11%),年龄(59.34±15.81)岁。训练集用于各模型参数的训练与寻优,验证集用于独立验证模型的性能。依托已建立的标准化患者数据实时质量控制(PBRTQC)模型体系,并以上述5个项目数据,分检测仪器建立共4类质控模型(标准化PBRTQC、一步法RARTQC-FastLm、两步法RARTQC-FastLm、两步法RARTQC-LightGBM),并进行横向对比,采用最大平均发现误差所需患者数(MaxANPTE)评估误差检出性能。
结果
训练集内,两步法RARTQC-LightGBM模型的性能优于标准化PBRTQC模型[lg(MaxANPTE)降低0.489,P=0.043]及两步法RARTQC-FastLm模型[lg(MaxANPTE)降低0.908,P<0.001]。验证集内,RARTQC-LightGBM模型的性能优于两步法RARTQC-FastLm模型[lg(MaxANPTE)降低1.682,P<0.001]。
结论
与其他常用模型比较,两步法RARTQC-LightGBM模型在电解质检测中的性能具有一定优势。
基于多维临床数据的胸痛患者急性心肌梗死早期识别机器学习模型的构建与验证倪军 张政 邱骏 朱文波 戴蕾 田新宇 王森 严虹 沈瀚
中华检验医学杂志2026年 49卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn114452-20260422-00260
目的
构建并验证胸痛患者急性心肌梗死早期识别机器学习模型,用于心肌梗死发生风险评估。
方法
本研究采用回顾性病例对照设计。数据来源于南京大学医学院附属鼓楼医院(内部队列,2023年1月1日至2025年10月31日)与苏州大学附属第一医院(外部验证队列,2023年1月1日至2024年12月31日)因胸痛就诊的患者。内部队列共纳入1 137例患者,其中急性心肌梗死(AMI)患者252例[男性205例,女性47例,年龄(63.2±12.6)岁],经检查排除AMI的胸痛对照组患者885例[男性529例,女性356例,年龄(61.1±18.1)岁]。采用分层随机抽样法按7∶2∶1的比例将内部队列数据划分为训练集、测试集及内部验证集。外部验证集纳入AMI患者97例[男性85例,女性12例,年龄(60.6±13.4)岁]及胸痛对照组100例[男性67例,女性33例,年龄(58.1±16.0岁)]。采集57项多维临床特征,包括50项外周血指标及基本特征。在训练集中采用LASSO回归结合皮尔逊相关系数(|r|>0.7)进行特征筛选降维。基于构建的胸痛患者AMI早期诊断模型,系统比较了11种常用机器学习算法及其集成策略的性能。以出院时确诊为AMI为金标准,模型性能采用受试者工作特征曲线下面积(AUC)、准确度等指标评价,并通过校准曲线和Brier评分评估临床效用。在训练集与内部验证集中绘制受试者工作特征曲线,筛选AUC最优的算法,并在外部验证集中进一步验证其预测效能。应用沙普利加性解释(SHAP)值对最优算法进行特征重要性解释。
结果
通过最小绝对收缩和选择算子回归筛选出21个潜在变量,进一步结合皮尔逊积差相关系数分析,最终保留高敏心肌肌钙蛋白T、心电图、葡萄糖等19个关键变量用于模型构建。外部验证结果显示,梯度提升算法的准确率为81.2%(95%CI 75.6%~86.3%),精确率为83.4%(95%CI 78.7%~88.2%),召回率为81.1%(95%CI 75.5%~86.2%),F1分数为0.808(95%CI 0.751~0.860)。以梯度提升算法为参照进行Z检验,其准确率高于支持向量机、逻辑回归及高斯朴素贝叶斯算法(P<0.05),而与极端梯度提升、极端随机树算法差异无统计学意义(P>0.05)。综合其余评价指标,梯度提升算法整体表现仍为最优。校准曲线与决策曲线分析显示模型预测准确且具有临床净获益。SHAP解释表明,高敏肌钙蛋白T是核心预测变量,其次为心电图异常、血糖等指标。
结论
本研究构建的基于生命体征、心电图及血液检验指标,采用梯度提升算法构建的预测模型,在独立外部验证中,显示出良好的泛化能力,可为胸痛急诊分诊及AMI早期风险评估提供可靠辅助工具。