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Enregistrement W4214527673 · doi:10.2196/33043

Automatically Explaining Machine Learning Predictions on Severe Chronic Obstructive Pulmonary Disease Exacerbations: Retrospective Cohort Study

2022· article· en· W4214527673 sur OpenAlexvenueno aff
Siyang Zeng, Mehrdad Arjomandi, Gang Luo

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueChronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) Research
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesU.S. National Library of MedicineNational Institutes of HealthFlight Attendant Medical Research InstituteNational Heart, Lung, and Blood InstituteTobacco-Related Disease Research Program
Mots-clésCOPDMedicineGeneralizability theoryExacerbationEmergency departmentPsychological interventionCohortRetrospective cohort studyPulmonary diseaseIntensive care medicineObstructive lung diseaseCohort studyEmergency medicineMachine learningArtificial intelligenceInternal medicineComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a major cause of death and places a heavy burden on health care. To optimize the allocation of precious preventive care management resources and improve the outcomes for high-risk patients with COPD, we recently built the most accurate model to date to predict severe COPD exacerbations, which need inpatient stays or emergency department visits, in the following 12 months. Our model is a machine learning model. As is the case with most machine learning models, our model does not explain its predictions, forming a barrier for clinical use. Previously, we designed a method to automatically provide rule-type explanations for machine learning predictions and suggest tailored interventions with no loss of model performance. This method has been tested before for asthma outcome prediction but not for COPD outcome prediction. OBJECTIVE: This study aims to assess the generalizability of our automatic explanation method for predicting severe COPD exacerbations. METHODS: The patient cohort included all patients with COPD who visited the University of Washington Medicine facilities between 2011 and 2019. In a secondary analysis of 43,576 data instances, we used our formerly developed automatic explanation method to automatically explain our model's predictions and suggest tailored interventions. RESULTS: Our method explained the predictions for 97.1% (100/103) of the patients with COPD whom our model correctly predicted to have severe COPD exacerbations in the following 12 months and the predictions for 73.6% (134/182) of the patients with COPD who had ≥1 severe COPD exacerbation in the following 12 months. CONCLUSIONS: Our automatic explanation method worked well for predicting severe COPD exacerbations. After further improving our method, we hope to use it to facilitate future clinical use of our model. INTERNATIONAL REGISTERED REPORT IDENTIFIER (IRRID): RR2-10.2196/13783.

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.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,006
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,030
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,032

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0060,030
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,013
Tête enseignante GPT0,297
Écart entre enseignants0,284 · 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

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations7
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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