Machine learning prediction of blood alcohol concentration: a digital signature of smart-breathalyzer behavior
Notice bibliographique
Résumé
Excess alcohol use is an important determinant of death and disability. Machine learning (ML)-driven interventions leveraging smart-breathalyzer data may help reduce these harms. We developed a digital phenotype of long-term smart-breathalyzer behavior to predict individuals' breath alcohol concentration (BrAC) levels trained on data from a smart breathalyzer. We analyzed roughly one million datapoints from 33,452 users of a commercial smart-breathalyzer device, collected between 2013 and 2017. For validation, we analyzed the associations between state-level observed smart-breathalyzer BrAC levels and impaired-driving motor vehicle death rates. Behavioral, geolocation-based, and time-series-derived features were fed to an ML algorithm using training (70% of the cohort), development (10% of the cohort), and test (20% of the cohort) sets to predict the likelihood of a BrAC exceeding the legal driving limit (0.08 g/dL). States with higher average BrAC levels had significantly higher alcohol-related driving death rates, adjusted for the number of users per state B (SE) = 91.38 (15.16), p < 0.01. In the independent test set, the ML algorithm predicted the likelihood of a given user-initiated BrAC sample exceeding BrAC ≥ 0.08 g/dL, with an area under the curve (AUC) of 85%. Highly predictive features included users' prior BrAC trends, subjective estimation of their BrAC (or AUC = 82% without the self-estimate), engagement and self-monitoring, time since the last measure, and hour of the day. In conclusion, an ML algorithm successfully quantified a digital phenotype of behavior, predicting naturalistic BrAC levels exceeding 0.08 g/dL (a threshold associated with alcohol-related harm) with good discrimination capability. This result establishes a foundation for future research on precision behavioral medicine digital health interventions using smart breathalyzers and passive monitoring approaches.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».