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Enregistrement W7117562630 · doi:10.2196/82084

Cardiorespiratory Markers of Type 2 Diabetes: Machine Learning–Based Analysis

2025· article· en· W7117562630 sur OpenAlexvenueno aff
Flavia Oliveira, Sandro Muniz Cavalcanti, Michael C. K. Khoo

Notice bibliographique

RevueJMIR Diabetes · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiqueArtificial Intelligence in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCardiorespiratory fitnessGeneralizability theoryFeature (linguistics)Sample (material)HeartbeatAutonomic nervous system

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: The global prevalence of type 2 diabetes mellitus (T2DM) poses significant challenges due to its association with increased cardiovascular risk and complications like cardiovascular autonomic neuropathy. Measures derived from heart rate variability (HRV) and cardiorespiratory interactions quantified through frequency response function (FRF) and impulse response (IR) metrics reflect different aspects of autonomic regulation and may provide complementary physiological information relevant to diabetes-related autonomic alterations. Objective: The study aimed to investigate whether these metrics, individually or in combination, provide useful physiological features for distinguishing individuals with and without T2DM using machine learning classifiers. Methods: Electrocardiogram and respiratory signals from 2 PhysioNet datasets were used to derive 3 domains of autonomic and cardiorespiratory features: (1) spectral HRV indices reflecting overall variability; (2) FRF metrics characterizing frequency-specific respiratory-cardiac transfer properties; and (3) causal IR metrics capturing time-domain responsiveness to respiratory inputs. ML classifiers-logistic regression, support vector machine (SVM) with linear kernel, and SVM with radial basis function (SVM RBF) kernel-assessed the predictive value of individual and combined feature sets under NearMiss-1 (NM) undersampling and Synthetic Minority Oversampling Technique oversampling. This systems-based framework may capture subtle differences in respiratory-cardiac regulation associated with T2DM more effectively than HRV alone by reflecting integrated cardiorespiratory coupling. Results: Across classifiers and balancing strategies, IR features frequently produced comparatively strong standalone performance, suggesting that causal, time-domain cardiorespiratory dynamics capture informative physiological differences between groups. With logistic regression and NM, IR features achieved mean accuracy of 0.770 (SD 0.179), precision of 0.783 (SD 0.217), recall of 0.900 (SD 0.224), and F1-score of 0.798 (SD 0.140). While HRV metrics were the least informative standalone feature set, the combined HRV+FRF feature set under NM yielded the highest observed performance, with accuracy of 0.830 (SD 0.172), precision of 0.800 (SD 0.183), recall of 0.933 (SD 0.149), and F1-score of 0.853 (SD 0.145; SVM RBF). Under Synthetic Minority Oversampling Technique, HRV+IR showed the strongest observed combined performance, yielding accuracy of 0.700 (SD 0.128), precision of 0.783 (SD 0.217), recall of 0.683 (SD 0.207), and F1-score of 0.691 (SD 0.097) with SVM RBF, surpassing standalone IR in most metrics, though IR alone retained superior recall (0.950, SD 0.112) and F1-score (0.708, SD 0.038). These results reflect that performance depends on both feature domain and sampling strategy and that combining features capturing complementary physiological aspects of autonomic regulation may enhance discriminative ability. Conclusions: HRV, FRF, and IR metrics each reflect distinct dimensions of autonomic and cardiorespiratory regulation. Systems-based approaches incorporating frequency-domain and causal dynamic features may offer richer characterization of diabetes-related regulatory differences than HRV alone. Although preliminary and limited by sample size, these findings highlight promising physiological feature domains and sampling strategies for future investigation. Larger datasets with well-defined autonomic phenotyping are needed to evaluate generalizability and determine clinical relevance.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,200
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,003
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,052
Tête enseignante GPT0,426
Écart entre enseignants0,374 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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