基于LightGBM的代谢综合征患者心脏代谢指数与靶器官损害的关联及性别差异研究OA

目的利用心脏代谢指数(CMI)和轻量级梯度提升机(LightGBM)模型评估代谢综合征(MetS)患者靶器官损害风险,探究其性别特异性关联,为精准干预提供依据。方法纳入2022年8月至2025年2月在惠州市第一人民医院住院的132例MetS患者以及健康体检者400例(即对照组,仅作为基线对比参数),以心肾损害、大血管病变为复合靶器官损害终点,选取CMI、年龄等为核心特征;构建LightGBM分类模型(70%训练集、30%测试集分层抽样),并采用100次随机拆分验证得出曲线下的面积(AUC)和95%置信区间(CI)并绘制校准曲线;以AUC评估性能,结合沙普利加性解释算法(SHAP)和偏依赖图(PDP)进行可解释性及性别分层分析。结果基线对比显示,MetS患者CMI(6.8±2.3)高于对照组(3.2±1.1),靶器官损害(TOD)阳性率(57.6%)高于对照组(12.0%)(P均<0.001);LightGBM模型预测AUC达0.812,CMI为最重要预测特征(相对贡献度31.5%),且CMI与性别交互作用检验差异有统计学意义(P<0.01);CMI与靶器官损害呈非线性S形关联,风险拐点为5.7,高危平台期为7.5;女性风险加速阈值(CMI 5.0)早于男性(CMI 6.5)。结论以健康人群为对照明确了MetS患者的高CMI水平与高TOD风险特征,LightGBM-SHAP框架明确了CMI的核心预测价值,性别特异性阈值为制定男女个性化早期干预策略提供量化指导,具有良好的临床应用潜力。