Hybrid feature engineering of medical data via variational autoencoders with triplet loss: a COVID-19 prognosis study
Notice bibliographique
Résumé
Medical machine learning frameworks have received much attention in recent years. The recent COVID-19 pandemic was also accompanied by a surge in proposed machine learning algorithms for tasks such as diagnosis and mortality prognosis. Machine learning frameworks can be helpful medical assistants by extracting data patterns that are otherwise hard to detect by humans. Efficient feature engineering and dimensionality reduction are major challenges in most medical machine learning frameworks. Autoencoders are novel unsupervised tools that can perform data-driven dimensionality reduction with minimum prior assumptions. This study, in a novel approach, investigated the predictive power of latent representations obtained from a hybrid autoencoder (HAE) framework combining variational autoencoder (VAE) characteristics with mean squared error (MSE) and triplet loss for forecasting COVID-19 patients with high mortality risk in a retrospective framework. Electronic laboratory and clinical data of 1474 patients were used in the study. Logistic regression with elastic net regularization (EN) and random forest (RF) models were used as final classifiers. Moreover, we also investigated the contribution of utilized features towards latent representations via mutual information analysis. HAE Latent representations model achieved decent performance with an area under ROC curve of 0.921 (±0.027) and 0.910 (±0.036) with EN and RF predictors, respectively, over the hold-out data in comparison with the raw (AUC EN: 0.913 (±0.022); RF: 0.903 (±0.020)) models. The study aims to provide an interpretable feature engineering framework for the medical environment with the potential to integrate imaging data for efficient feature engineering in rapid triage and other clinical predictive models.
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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 | 0,004 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 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 ».