Comparison of Bayesian network and support vector machine models for two-year survival prediction in lung cancer patients treated with radiotherapy
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Classic statistical and machine learning models such as support vector machines (SVMs) can be used to predict cancer outcome, but often only perform well if all the input variables are known, which is unlikely in the medical domain. Bayesian network (BN) models have a natural ability to reason under uncertainty and might handle missing data better. In this study, the authors hypothesize that a BN model can predict two-year survival in non-small cell lung cancer (NSCLC) patients as accurately as SVM, but will predict survival more accurately when data are missing. METHODS: A BN and SVM model were trained on 322 inoperable NSCLC patients treated with radiotherapy from Maastricht and validated in three independent data sets of 35, 47, and 33 patients from Ghent, Leuven, and Toronto. Missing variables occurred in the data set with only 37, 28, and 24 patients having a complete data set. RESULTS: The BN model structure and parameter learning identified gross tumor volume size, performance status, and number of positive lymph nodes on a PET as prognostic factors for two-year survival. When validated in the full validation set of Ghent, Leuven, and Toronto, the BN model had an AUC of 0.77, 0.72, and 0.70, respectively. A SVM model based on the same variables had an overall worse performance (AUC 0.71, 0.68, and 0.69) especially in the Ghent set, which had the highest percentage of missing the important GTV size data. When only patients with complete data sets were considered, the BN and SVM model performed more alike. CONCLUSIONS: Within the limitations of this study, the hypothesis is supported that BN models are better at handling missing data than SVM models and are therefore more suitable for the medical domain. Future works have to focus on improving the BN performance by including more patients, more variables, and more diversity.
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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 | 0,007 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».