An Enhanced Random Forests Approach to Predict Heart Failure From Small Imbalanced Gene Expression Data
Notice bibliographique
Résumé
Myocardial infarctions and heart failure are the cause of more than 17 million deaths annually worldwide. ST-segment elevation myocardial infarctions (STEMI) require timely treatment, because delays of minutes have serious clinical impacts. Machine learning can provide alternative ways to predict heart failure and identify genes involved in heart failure. For these scopes, we applied a Random Forests classifier enhanced with feature elimination to microarray gene expression of 111 patients diagnosed with STEMI, and measured the classification performance through standard metrics such as the Matthews correlation coefficient (MCC) and area under the receiver operating characteristic curve (ROC AUC). Afterwards, we used the same approach to rank all genes by importance, and to detect the genes more strongly associated with heart failure. We validated this ranking by literature review and gene set enrichment analysis. Our classifier employed to predict heart failure achieved MCC = +0.87 and ROC AUC = 0.918, and our analysis identified KLHL22, WDR11, OR4Q3, GPATCH3, and FAH as top five protein-coding genes related to heart failure. Our results confirm the effectiveness of machine learning feature elimination in predicting heart failure from gene expression, and the top genes found by our approach will be able to help biologists and cardiologists further our understanding of heart failure.
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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 | 0,003 | 0,004 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».