Summarizing Complex Graphical Models of Multiple Chronic Conditions Using the Second Eigenvalue of Graph Laplacian: Algorithm Development and Validation
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: It is important but challenging to understand the interactions of multiple chronic conditions (MCC) and how they develop over time in patients and populations. Clinical data on MCC can now be represented using graphical models to study their interaction and identify the path toward the development of MCC. However, the current graphical models representing MCC are often complex and difficult to analyze. Therefore, it is necessary to develop improved methods for generating these models. OBJECTIVE: This study aimed to summarize the complex graphical models of MCC interactions to improve comprehension and aid analysis. METHODS: We examined the emergence of 5 chronic medical conditions (ie, traumatic brain injury [TBI], posttraumatic stress disorder [PTSD], depression [Depr], substance abuse [SuAb], and back pain [BaPa]) over 5 years among 257,633 veteran patients. We developed 3 algorithms that utilize the second eigenvalue of the graph Laplacian to summarize the complex graphical models of MCC by removing less significant edges. The first algorithm learns a sparse probabilistic graphical model of MCC interactions directly from the data. The second algorithm summarizes an existing probabilistic graphical model of MCC interactions when a supporting data set is available. The third algorithm, which is a variation of the second algorithm, summarizes the existing graphical model of MCC interactions with no supporting data. Finally, we examined the coappearance of the 100 most common terms in the literature of MCC to validate the performance of the proposed model. RESULTS: The proposed summarization algorithms demonstrate considerable performance in extracting major connections among MCC without reducing the predictive accuracy of the resulting graphical models. For the model learned directly from the data, the area under the curve (AUC) performance for predicting TBI, PTSD, BaPa, SuAb, and Depr, respectively, during the next 4 years is as follows-year 2: 79.91%, 84.04%, 78.83%, 82.50%, and 81.47%; year 3: 76.23%, 80.61%, 73.51%, 79.84%, and 77.13%; year 4: 72.38%, 78.22%, 72.96%, 77.92%, and 72.65%; and year 5: 69.51%, 76.15%, 73.04%, 76.72%, and 69.99%, respectively. This demonstrates an overall 12.07% increase in the cumulative sum of AUC in comparison with the classic multilevel temporal Bayesian network. CONCLUSIONS: Using graph summarization can improve the interpretability and the predictive power of the complex graphical models of MCC.
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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 | 0,005 | 0,024 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».