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Enregistrement W3033682799 · doi:10.2196/18910

Reliability of Supervised Machine Learning Using Synthetic Data in Health Care: Model to Preserve Privacy for Data Sharing

2020· article· en· W3033682799 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

venuePublié dans une revue dont le pays d'attache est le Canada.
no affAucune affiliation canadienne : ce travail est invisible pour une base fondée sur la seule affiliation.
Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiquePrivacy-Preserving Technologies in Data
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesHorizon 2020 Framework ProgrammeEuropean Commission
Mots-clésSynthetic dataMachine learningComputer scienceArtificial intelligenceRandom forestDecision treeSupport vector machineGeneralizability theoryData miningStatisticsMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: The exploitation of synthetic data in health care is at an early stage. Synthetic data could unlock the potential within health care datasets that are too sensitive for release. Several synthetic data generators have been developed to date; however, studies evaluating their efficacy and generalizability are scarce. OBJECTIVE: This work sets out to understand the difference in performance of supervised machine learning models trained on synthetic data compared with those trained on real data. METHODS: A total of 19 open health datasets were selected for experimental work. Synthetic data were generated using three synthetic data generators that apply classification and regression trees, parametric, and Bayesian network approaches. Real and synthetic data were used (separately) to train five supervised machine learning models: stochastic gradient descent, decision tree, k-nearest neighbors, random forest, and support vector machine. Models were tested only on real data to determine whether a model developed by training on synthetic data can used to accurately classify new, real examples. The impact of statistical disclosure control on model performance was also assessed. RESULTS: A total of 92% of models trained on synthetic data have lower accuracy than those trained on real data. Tree-based models trained on synthetic data have deviations in accuracy from models trained on real data of 0.177 (18%) to 0.193 (19%), while other models have lower deviations of 0.058 (6%) to 0.072 (7%). The winning classifier when trained and tested on real data versus models trained on synthetic data and tested on real data is the same in 26% (5/19) of cases for classification and regression tree and parametric synthetic data and in 21% (4/19) of cases for Bayesian network-generated synthetic data. Tree-based models perform best with real data and are the winning classifier in 95% (18/19) of cases. This is not the case for models trained on synthetic data. When tree-based models are not considered, the winning classifier for real and synthetic data is matched in 74% (14/19), 53% (10/19), and 68% (13/19) of cases for classification and regression tree, parametric, and Bayesian network synthetic data, respectively. Statistical disclosure control methods did not have a notable impact on data utility. CONCLUSIONS: The results of this study are promising with small decreases in accuracy observed in models trained with synthetic data compared with models trained with real data, where both are tested on real data. Such deviations are expected and manageable. Tree-based classifiers have some sensitivity to synthetic data, and the underlying cause requires further investigation. This study highlights the potential of synthetic data and the need for further evaluation of their robustness. Synthetic data must ensure individual privacy and data utility are preserved in order to instill confidence in health care departments when using such data to inform policy decision-making.

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.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,094
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMétarecherche, Science ouverte
Catégories consensuellesScience ouverte
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,905
Score d'incertitude au seuil0,932

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,094
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,003
Science ouverte0,0730,267
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,152
Tête enseignante GPT0,380
Écart entre enseignants0,227 · 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