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Enregistrement W4393853411 · doi:10.1371/journal.pone.0301117

Explainable artificial intelligence models for predicting risk of suicide using health administrative data in Quebec

2024· article· en· W4393853411 sur OpenAlexafffundabout
Fatemeh Gholi Zadeh Kharrat, Christian Gagné, Alain Lesage, Geneviève Gariépy, Jean‐François Pelletier, Camille Brousseau‐Paradis, Louis Rochette, Éric Pelletier, Pascale Lévesque, Mada Mohammed, JianLi Wang

Notice bibliographique

RevuePLoS ONE · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensDalhousie UniversityDouglas Mental Health University InstitutePublic Health Agency of CanadaUniversité de MontréalInstitut Universitaire en Santé Mentale de QuébecUniversité LavalInstitut National de Santé Publique du Québec
Organismes subventionnairesGovernment of CanadaCanadian Institute for Advanced Research
Mots-clésRandom forestPopulationLogistic regressionArtificial intelligenceMachine learningMultilayer perceptronPoison controlSuicide preventionSuicide attemptMedicineMental healthComputer scienceMedical emergencyEnvironmental healthPsychiatryArtificial neural network

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Suicide is a complex, multidimensional event, and a significant challenge for prevention globally. Artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) have emerged to harness large-scale datasets to enhance risk detection. In order to trust and act upon the predictions made with ML, more intuitive user interfaces must be validated. Thus, Interpretable AI is one of the crucial directions which could allow policy and decision makers to make reasonable and data-driven decisions that can ultimately lead to better mental health services planning and suicide prevention. This research aimed to develop sex-specific ML models for predicting the population risk of suicide and to interpret the models. Data were from the Quebec Integrated Chronic Disease Surveillance System (QICDSS), covering up to 98% of the population in the province of Quebec and containing data for over 20,000 suicides between 2002 and 2019. We employed a case-control study design. Individuals were considered cases if they were aged 15+ and had died from suicide between January 1st, 2002, and December 31st, 2019 (n = 18339). Controls were a random sample of 1% of the Quebec population aged 15+ of each year, who were alive on December 31st of each year, from 2002 to 2019 (n = 1,307,370). We included 103 features, including individual, programmatic, systemic, and community factors, measured up to five years prior to the suicide events. We trained and then validated the sex-specific predictive risk model using supervised ML algorithms, including Logistic Regression (LR), Random Forest (RF), Extreme Gradient Boosting (XGBoost) and Multilayer perceptron (MLP). We computed operating characteristics, including sensitivity, specificity, and Positive Predictive Value (PPV). We then generated receiver operating characteristic (ROC) curves to predict suicides and calibration measures. For interpretability, Shapley Additive Explanations (SHAP) was used with the global explanation to determine how much the input features contribute to the models' output and the largest absolute coefficients. The best sensitivity was 0.38 with logistic regression for males and 0.47 with MLP for females; the XGBoost Classifier with 0.25 for males and 0.19 for females had the best precision (PPV). This study demonstrated the useful potential of explainable AI models as tools for decision-making and population-level suicide prevention actions. The ML models included individual, programmatic, systemic, and community levels variables available routinely to decision makers and planners in a public managed care system. Caution shall be exercised in the interpretation of variables associated in a predictive model since they are not causal, and other designs are required to establish the value of individual treatments. The next steps are to produce an intuitive user interface for decision makers, planners and other stakeholders like clinicians or representatives of families and people with live experience of suicidal behaviors or death by suicide. For example, how variations in the quality of local area primary care programs for depression or substance use disorders or increased in regional mental health and addiction budgets would lower suicide rates.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
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 enseignants0,044
Score d'incertitude au seuil0,088

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,364
Tête enseignante GPT0,410
Écart entre enseignants0,046 · 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

Citations17
Publié2024
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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