Explaining graph convolutional network predictions for clinicians—An explainable AI approach to Alzheimer's disease classification
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Introduction: Graph-based representations are becoming more common in the medical domain, where each node defines a patient, and the edges signify associations between patients, relating individuals with disease and symptoms in a node classification task. In this study, a Graph Convolutional Networks (GCN) model was utilized to capture differences in neurocognitive, genetic, and brain atrophy patterns that can predict cognitive status, ranging from Normal Cognition (NC) to Mild Cognitive Impairment (MCI) and Alzheimer's Disease (AD), on the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) database. Elucidating model predictions is vital in medical applications to promote clinical adoption and establish physician trust. Therefore, we introduce a decomposition-based explanation method for individual patient classification. Methods: Our method involves analyzing the output variations resulting from decomposing input values, which allows us to determine the degree of impact on the prediction. Through this process, we gain insight into how each feature from various modalities, both at the individual and group levels, contributes to the diagnostic result. Given that graph data contains critical information in edges, we studied relational data by silencing all the edges of a particular class, thereby obtaining explanations at the neighborhood level. Results: Our functional evaluation showed that the explanations remain stable with minor changes in input values, specifically for edge weights exceeding 0.80. Additionally, our comparative analysis against SHAP values yielded comparable results with significantly reduced computational time. To further validate the model's explanations, we conducted a survey study with 11 domain experts. The majority (71%) of the responses confirmed the correctness of the explanations, with a rating of above six on a 10-point scale for the understandability of the explanations. Discussion: Strategies to overcome perceived limitations, such as the GCN's overreliance on demographic information, were discussed to facilitate future adoption into clinical practice and gain clinicians' trust as a diagnostic decision support system.
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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 | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 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 découle