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中国运动医学杂志2025年第12期:基于机器学习的社区老年女性跌倒风险识别模型研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:胡海洲;董庚鑫;赵浩霖;郭宇鑫;彭淑婷;高颀;包大鹏;

单位:北京体育大学运动医学与康复学院;北京首创生态环保集团股份有限公司;北京体育大学中国运动与健康研究院;

摘要:目的:基于老年人多维度功能评估指标,运用机器学习算法构建并验证社区老年女性跌倒风险识别模型,帮助早期识别高风险个体并开展针对性预防干预举措。方法:招募北京市114名65岁及以上社区老年女性,按照7∶3比例随机分为训练集与测试集。采用最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归筛选关键特征变量,构建多层感知机、极端梯度提升、随机森林、朴素贝叶斯、逻辑回归和支持向量机6种机器学习模型并评估模型的识别效能,运用沙普利加性解释(shapley additive explanations,SHAP)方法解释模型特征重要性。结果:LASSO回归筛选出8项重要特征变量,包括计时起立行走测试(time up and go test,TUGT)时间、握力、蒙特利尔认知功能评估(Montreal cognitive assessment,MOCA)评分、交替踏步测试(alternate step test,AST)时间、闭眼单腿站立测试(eyes-closed single leg stance test,EC-SLST)时间、5次坐站测试(five times sit-to-stand test,FTSTS)时间、腰臀比(waist-to-hip ratio,WHR)和年龄。朴素贝叶斯模型的表现最佳,测试集受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)的曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.937(95%CI:0.832-1.000),准确率、灵敏度、精确率、F1分数和Brier分数分别为0.829、0.867、0.765、0.812和0.110。随机森林模型次之,AUC为0.917(95%CI:0.814-0.993)。SHAP分析显示,TUGT时间对识别模型贡献度最高,其次是握力与MOCA评分。结论:基于TUGT时间、握力、MOCA评分、AST时间、ECSLST时间、FTSTS时间、WHR和年龄的多维指标,朴素贝叶斯和随机森林模型能够有效识别65岁及以上社区老年女性跌倒风险。

关键词:机器学习;;跌倒风险;;老年女性;;计时起立行走