基于机器学习预测家庭血压监测依从性:解锁高血压数字化管理新策略

《Hypertension Research》:Predicting measurement continuity in home blood pressure monitoring using machine learning

【字体: 时间:2025年11月08日 来源:Hypertension Research 4.6

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  为破解“测着测着就消失”的家庭血压监测痛点,研究团队利用近300万条真实数据训练LightGBM模型,提前8周精准锁定“潜在脱漏”人群,AUC达0.851;发现最大收缩压(SBP)过高或过低均呈U形脱漏风险,为数字医疗时代高血压管理提供可落地的干预靶点。

  
清晨7点,手机弹出“该测血压了”的提醒,不少人却选择滑走——这不是懒惰,而是全球高血压数字化管理的共同困境:家庭自测血压(HBPM)坚持率不足25%,75%用户在一年内悄然“失联”。血压数据断流直接削弱干预效果,临床医生只能凭“经验”猜测谁将脱漏,低效且滞后。如何让算法替医生“盯人”,在患者彻底停测前就把他们拉回监测轨道?Asami Matsumoto团队在《Hypertension Research》发表的这项研究,给出了一个可复制的答案。
研究团队从欧姆龙Connect日本版App中提取2016-2023年295,758名用户、1.99亿条真实测量记录,构建了一个基于2周血压行为画像的“脱漏预警”模型。核心发现简洁却震撼:仅用14天数据,即可提前28天预测停用概率,AUC=0.930;提前56天预测,AUC仍高达0.851。更关键的是,模型把“谁会停测”翻译成可干预的语言——最大收缩压(SBP)呈U形风险曲线,工作日测量频率下降比周末更敏感,女性、未登记性别及30岁或≥60岁人群脱漏风险显著升高。
为了回答“谁会停测、何时停测”这一临床痛点,作者采用三项关键技术:①以“连续28天无记录”定义Inactive,基于180天无复测概率>80%确立金标准;②将每位用户时序数据切割为不重叠的14天窗口,提取68维测量行为特征(含频次、间隔、 weekday变化等),联合年龄、性别共70维输入LightGBM;③用SHapley Additive exPlanations(SHAP)实现特征归因,量化每个变量对脱漏风险的正负贡献。
研究结果部分,作者先给出人群画像:平均55.5岁,男性61.4%,中位随访370天,中位测量229次,基线SBP 127.8 mmHg。随后按预测性能、特征贡献、人群分层三步展开:
预测性能——图3a显示,随着预测 horizon(X)从28天延长到91天,LightGBM ROC-AUC由0.930单调降至0.780,显著优于逻辑回归;图3b给出X=56天的ROC曲线,AUC=0.851,临床可用性高。
特征贡献——图4a SHAP摘要显示,14天内测量天数(No. of days measured)贡献最大;其次为距末次测量天数、首两周测量次数、最大SBP及 weekday测量机会变化。图4b年龄依赖曲线呈U形:30岁左右与≥60岁风险峰值最高,且年轻女性风险远高于同龄男性。图4c最大SBP曲线同样呈U形:低于120 mmHg或高于150 mmHg均显著增加脱漏概率,提示“血压正常即放松”与“血压过高而恐惧”双重心理驱动停测。
人群分层——图5a累积脱漏率证实≤40岁与≥80岁呈双高峰;图5b女性脱漏快于男性,未登记性别者最快;图5c意外发现推送通知期脱漏率反而略高于无推送期,作者推测日历时间、用户构成及外部活动混杂,强调模型稳健性不受干预背景影响。
结论与讨论部分,作者指出:首次在百万级真实世界数据证实,短时间序列行为特征可精准预测家庭血压监测脱漏,最大SBP与工作日频率下降为可干预的新靶点;
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