Noninvasive Diagnosis of Nonalcoholic Steatohepatitis and Advanced Liver Fibrosis Using Machine Learning Methods: Comparative Study With Existing Quantitative Risk Scores
Notice bibliographique
Résumé
Background Nonalcoholic steatohepatitis (NASH), advanced fibrosis, and subsequent cirrhosis and hepatocellular carcinoma are becoming the most common etiology for liver failure and liver transplantation; however, they can only be diagnosed at these potentially reversible stages with a liver biopsy, which is associated with various complications and high expenses. Knowing the difference between the more benign isolated steatosis and the more severe NASH and cirrhosis informs the physician regarding the need for more aggressive management. Objective We intend to explore the feasibility of using machine learning methods for noninvasive diagnosis of NASH and advanced liver fibrosis and compare machine learning methods with existing quantitative risk scores. Methods We conducted a retrospective analysis of clinical data from a cohort of 492 patients with biopsy-proven nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), NASH, or advanced fibrosis. We systematically compared 5 widely used machine learning algorithms for the prediction of NAFLD, NASH, and fibrosis using 2 variable encoding strategies. Then, we compared the machine learning methods with 3 existing quantitative scores and identified the important features for prediction using the SHapley Additive exPlanations method. Results The best machine learning method, gradient boosting (GB), achieved the best area under the curve scores of 0.9043, 0.8166, and 0.8360 for NAFLD, NASH, and advanced fibrosis, respectively. GB also outperformed 3 existing risk scores for fibrosis. Among the variables, alanine aminotransferase (ALT), triglyceride (TG), and BMI were the important risk factors for the prediction of NAFLD, whereas aspartate transaminase (AST), ALT, and TG were the important variables for the prediction of NASH, and AST, hyperglycemia (A1c), and high-density lipoprotein were the important variables for predicting advanced fibrosis. Conclusions It is feasible to use machine learning methods for predicting NAFLD, NASH, and advanced fibrosis using routine clinical data, which potentially can be used to better identify patients who still need liver biopsy. Additionally, understanding the relative importance and differences in predictors could lead to improved understanding of the disease process as well as support for identifying novel treatment options.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».