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Enregistrement W4299903130 · doi:10.2196/38040

The Impact of Time Horizon on Classification Accuracy: Application of Machine Learning to Prediction of Incident Coronary Heart Disease

2022· article· en· W4299903130 sur OpenAlexvenueno aff
S. Simon, Divneet Mandair, Abdel Albakri, Alison E. Fohner, Noah Simon, Leslie A. Lange, Mary L. Biggs, Kenneth J. Mukamal, Bruce M. Psaty, Michael A. Rosenberg

Notice bibliographique

RevueJMIR Cardio · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Institute of Neurological Disorders and StrokeNational Heart, Lung, and Blood InstituteNational Institute on Aging
Mots-clésRandom forestProportional hazards modelMachine learningDecision treeFramingham Risk ScoreArtificial intelligencePredictive modellingTime horizonMedicineSupport vector machineRegressionReceiver operating characteristicRegression analysisStatisticsInternal medicineComputer scienceDiseaseMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Many machine learning approaches are limited to classification of outcomes rather than longitudinal prediction. One strategy to use machine learning in clinical risk prediction is to classify outcomes over a given time horizon. However, it is not well-known how to identify the optimal time horizon for risk prediction. OBJECTIVE: In this study, we aim to identify an optimal time horizon for classification of incident myocardial infarction (MI) using machine learning approaches looped over outcomes with increasing time horizons. Additionally, we sought to compare the performance of these models with the traditional Framingham Heart Study (FHS) coronary heart disease gender-specific Cox proportional hazards regression model. METHODS: We analyzed data from a single clinic visit of 5201 participants of a cardiovascular health study. We examined 61 variables collected from this baseline exam, including demographic and biologic data, medical history, medications, serum biomarkers, electrocardiographic, and echocardiographic data. We compared several machine learning methods (eg, random forest, L1 regression, gradient boosted decision tree, support vector machine, and k-nearest neighbor) trained to predict incident MI that occurred within time horizons ranging from 500-10,000 days of follow-up. Models were compared on a 20% held-out testing set using area under the receiver operating characteristic curve (AUROC). Variable importance was performed for random forest and L1 regression models across time points. We compared results with the FHS coronary heart disease gender-specific Cox proportional hazards regression functions. RESULTS: There were 4190 participants included in the analysis, with 2522 (60.2%) female participants and an average age of 72.6 years. Over 10,000 days of follow-up, there were 813 incident MI events. The machine learning models were most predictive over moderate follow-up time horizons (ie, 1500-2500 days). Overall, the L1 (Lasso) logistic regression demonstrated the strongest classification accuracy across all time horizons. This model was most predictive at 1500 days follow-up, with an AUROC of 0.71. The most influential variables differed by follow-up time and model, with gender being the most important feature for the L1 regression and weight for the random forest model across all time frames. Compared with the Framingham Cox function, the L1 and random forest models performed better across all time frames beyond 1500 days. CONCLUSIONS: In a population free of coronary heart disease, machine learning techniques can be used to predict incident MI at varying time horizons with reasonable accuracy, with the strongest prediction accuracy in moderate follow-up periods. Validation across additional populations is needed to confirm the validity of this approach in risk prediction.

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)0,025
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,088
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,025
Score d'incertitude au seuil0,132

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0250,088
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,002
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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,313
Écart entre enseignants0,296 · 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'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations8
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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