Development of Machine Learning–Based Risk Prediction Models to Predict Rapid Weight Gain in Infants: Analysis of Seven Cohorts
Notice bibliographique
Résumé
Background: Rapid weight gain (RWG) during infancy, defined as an upward crossing of one centile line on a weight growth chart, is highly predictive of subsequent obesity risk. Identification of infant RWG could facilitate obesity risk assessment from infancy. Objective: Leveraging machine learning (ML) algorithms, this study aimed to develop and validate risk prediction models to identify infant RWG by the age of 1 year. Methods: Data from 7 Australian and New Zealand cohorts were pooled for risk model development and validation (n=5233). A total of 8 ML algorithms predicted infant RWG using routinely available prenatal and early postnatal factors, including maternal prepregnancy weight status, maternal smoking during pregnancy, gestational age, parity, infant sex, birth weight, any breastfeeding and timing of solids introduction at the age of 6 months. Pooled data were randomly split into a training dataset (70%) and a test dataset (30%) for model training and validation, respectively. Model consistency was evaluated using 5-fold cross-validation. Model predictive performance was evaluated by area under the receiver operating characteristic (ROC) curve (AUC), accuracy, precision, sensitivity, specificity, and Cohen κ. Results: The average prevalence of infant RWG was 27%. In the training dataset, all ML algorithms showed acceptable to excellent discrimination with AUCs ranging from 0.75 to 0.86. Accuracy, which indicates the overall correctness of the model, ranged from 0.69 to 0.78. Precision, which measures the model's ability to avoid false positives, ranged from 0.68 to 0.77. The spread of sensitivity, specificity, and Cohen κ of all models was 0.68-0.80, 0.65-0.78, and 0.38-0.56, respectively. Of the 8 algorithms, the Gradient Boosting model showed the most favorable predictive accuracy. Validation of the Gradient Boosting model in the testing dataset exhibited excellent discrimination (AUC 0.3-0.6) and good ability to make accurate predictions, particularly true positive cases (with accuracy and sensitivity>0.75), but modest performance for precision (0.57-0.60) and Cohen κ (0.47-0.52). Conclusions: This study developed the first set of ML-based risk prediction models to identify infants' risk of experiencing RWG by the age of 1 year with acceptable accuracy. The models could be feasibly integrated into routine child growth monitoring and may facilitate population-wide early obesity risk assessment in primary health care.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,020 | 0,025 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».