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基于临床实验室常规检验数据使用随机森林分类器构建多发性骨髓瘤预测模型

Development of a Multiple Myeloma Predictive Model Using Routine Clinical Laboratory Data Based on a Random Forest Classifier

摘要目的 构建基于常规检验数据的多发性骨髓瘤(MM)预测模型.方法 纳入2022~2024年中山市人民医院确诊的224例MM患者作为研究组,纳入同期200例健康体检者作为对照组.收集两组共74项常规检验指标,先通过科尔莫戈罗夫-斯米尔诺夫(K-S)检验判断数据正态性,再采用独立样本t检验或秩和检验比较组间差异.对差异具有统计学意义的指标绘制受试者工作特征(ROC)曲线,筛选曲线下面积(AUC)值>0.7的指标作为有效特征变量,采用随机森林分类器构建预测模型,并通过5折交叉验证对模型性能进行评估.结果 共发现两组间差异具有统计学意义的检验指标38项(均P<0.05).其中,尿液总κ轻链(uκ)和尿液总λ轻链(uλ)的AUC值均为1.0,具有最强的预测能力.5核苷酸酶(5-NT)、类风湿因子(RF)、红细胞分布宽度-变异系数(RDW-CV)、凝血酶时间(TT)升高以及红细胞比容(HCT)、血红蛋白(Hb)降低时的AUC值均超过0.9,具有较强的预测能力.β 2微球蛋白(β 2-MG)、红细胞分布宽度-标准差(RDW-SD)、胱抑素C(CysC)、C反应蛋白(CRP)、腺苷脱氨酶(ADA)、甘油三酯(TG)、肌酐(Cr)、碱性磷酸酶(ALP)、尿素(Urea)、抗链球菌溶血素(ASO)升高以及白蛋白(Alb)、红细胞(RBC)、估算肾小球滤过率(eGFR)、血小板(PLT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、总蛋白(TP)降低时的AUC值介于0.7~0.9,具有中等的预测能力.其余差异具有统计学意义的指标的AUC值介于0.5~0.7,具有较弱的预测能力.基于AUC值>0.7的指标进行了重要性排序.构建的随机森林模型在预测MM患者与健康个体时,准确度达到100%,且精确率、召回率及F1分数均为1.00.该模型已保存为.pkl文件,完整的Python代码也已上传至GitHub平台.结论 基于常规检验指标,使用随机森林分类器能够有效构建MM预测模型,不仅提高了MM的早期识别效率,而且显著增强了常规检验数据的利用价值.

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