Predictive performance of machine and statistical learning methods: Impact of data-generating processes on external validity in the “large N, small p” setting
Notice bibliographique
Résumé
Machine learning approaches are increasingly suggested as tools to improve prediction of clinical outcomes. We aimed to identify when machine learning methods perform better than a classical learning method. We hereto examined the impact of the data-generating process on the relative predictive accuracy of six machine and statistical learning methods: bagged classification trees, stochastic gradient boosting machines using trees as the base learners, random forests, the lasso, ridge regression, and unpenalized logistic regression. We performed simulations in two large cardiovascular datasets which each comprised an independent derivation and validation sample collected from temporally distinct periods: patients hospitalized with acute myocardial infarction (AMI, n = 9484 vs. n = 7000) and patients hospitalized with congestive heart failure (CHF, n = 8240 vs. n = 7608). We used six data-generating processes based on each of the six learning methods to simulate outcomes in the derivation and validation samples based on 33 and 28 predictors in the AMI and CHF data sets, respectively. We applied six prediction methods in each of the simulated derivation samples and evaluated performance in the simulated validation samples according to c-statistic, generalized R2, Brier score, and calibration. While no method had uniformly superior performance across all six data-generating process and eight performance metrics, (un)penalized logistic regression and boosted trees tended to have superior performance to the other methods across a range of data-generating processes and performance metrics. This study confirms that classical statistical learning methods perform well in low-dimensional settings with large data sets.
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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 | 0,145 | 0,357 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,006 |
| Communication savante | 0,003 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,004 |
| 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 ».