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Enregistrement W4392411623 · doi:10.2196/53241

Creating High-Quality Synthetic Health Data: Framework for Model Development and Validation

2024· article· en· W4392411623 sur OpenAlexafffundvenue
Elnaz Karimian Sichani, Aaron Smith, Khaled El Emam, Lucy Mosquera

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueTensor decomposition and applications
Établissements canadiensChildren's Hospital of Eastern OntarioUniversity of Ottawa
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésQuality (philosophy)Computer scienceModel validationData qualityData scienceData miningEngineeringOperations management

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Electronic health records are a valuable source of patient information that must be properly deidentified before being shared with researchers. This process requires expertise and time. In addition, synthetic data have considerably reduced the restrictions on the use and sharing of real data, allowing researchers to access it more rapidly with far fewer privacy constraints. Therefore, there has been a growing interest in establishing a method to generate synthetic data that protects patients' privacy while properly reflecting the data. OBJECTIVE: This study aims to develop and validate a model that generates valuable synthetic longitudinal health data while protecting the privacy of the patients whose data are collected. METHODS: We investigated the best model for generating synthetic health data, with a focus on longitudinal observations. We developed a generative model that relies on the generalized canonical polyadic (GCP) tensor decomposition. This model also involves sampling from a latent factor matrix of GCP decomposition, which contains patient factors, using sequential decision trees, copula, and Hamiltonian Monte Carlo methods. We applied the proposed model to samples from the MIMIC-III (version 1.4) data set. Numerous analyses and experiments were conducted with different data structures and scenarios. We assessed the similarity between our synthetic data and the real data by conducting utility assessments. These assessments evaluate the structure and general patterns present in the data, such as dependency structure, descriptive statistics, and marginal distributions. Regarding privacy disclosure, our model preserves privacy by preventing the direct sharing of patient information and eliminating the one-to-one link between the observed and model tensor records. This was achieved by simulating and modeling a latent factor matrix of GCP decomposition associated with patients. RESULTS: The findings show that our model is a promising method for generating synthetic longitudinal health data that is similar enough to real data. It can preserve the utility and privacy of the original data while also handling various data structures and scenarios. In certain experiments, all simulation methods used in the model produced the same high level of performance. Our model is also capable of addressing the challenge of sampling patients from electronic health records. This means that we can simulate a variety of patients in the synthetic data set, which may differ in number from the patients in the original data. CONCLUSIONS: We have presented a generative model for producing synthetic longitudinal health data. The model is formulated by applying the GCP tensor decomposition. We have provided 3 approaches for the synthesis and simulation of a latent factor matrix following the process of factorization. In brief, we have reduced the challenge of synthesizing massive longitudinal health data to synthesizing a nonlongitudinal and significantly smaller data set.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,587
Score d'incertitude au seuil0,456

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,372
Tête enseignante GPT0,565
Écart entre enseignants0,193 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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

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

En bref

Citations2
Publié2024
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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