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Enregistrement W4396754825 · doi:10.2196/55118

Comparison of Synthetic Data Generation Techniques for Control Group Survival Data in Oncology Clinical Trials: Simulation Study

2024· article· en· W4396754825 sur OpenAlexvenueno aff
Ippei Akiya, Takuma Ishihara, Keiichi Yamamoto

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPreprintRandom forestCartClinical trialMedicineBayesian probabilityComputer scienceRegressionMachine learningOncologyMedical physicsArtificial intelligenceStatisticsInternal medicineEngineeringMathematicsWorld Wide Web

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Synthetic patient data (SPD) generation for survival analysis in oncology trials holds significant potential for accelerating clinical development. Various machine learning methods, including classification and regression trees (CART), random forest (RF), Bayesian network (BN), and CTGAN, have been employed for this purpose, but their performance in reflecting actual patient survival data remains under investigation. OBJECTIVE: The aim of this study was to determine the most suitable SPD generation method for oncology trials, specifically focusing on both progression free survival (PFS) and overall survival (OS), which are the primary evaluation endpoints in oncology trials. To achieve this goal, we conducted a comparative simulation of 4 generation methods: CART, RF, BN, and the CTGAN, and the performance of each method was evaluated. METHODS: Using multiple clinical trial datasets, 1000 datasets were generated by using each method for each clinical trial dataset and evaluated as follows: 1) median survival time (MST) of PFS and OS, 2) hazard ratio distance (HRD), which indicates the similarity between the actual survival function and a synthetic survival function, and 3) visual analysis of Kaplan‒Meier (KM) plots. Each method's ability to mimic the statistical properties of real patient data was evaluated from these multiple angles. RESULTS: In most simulation cases, CART demonstrated the high percentages of MSTs of synthetic data falling within the range of 95% confidence interval (CI) of the MST of actual data. These percentages ranged from 88.8% to 98.0% for PFS and from 60.8% to 96.1% for OS. In the evaluation of HRD, CART demonstrated that HRD values were concentrated at approximately 0.9. Conversely, for the other methods, no consistent trend was observed for either PFS or OS. The reason why CART demonstrated better similarity than RF was that CART caused overfitting and RF, which is a kind of ensemble learning, prevented it. In SPD generation, the statistical properties close to the actual data should be the focus, not a well-generalized prediction model. Both the BN and CTGAN methods cannot accurately reflect the statistical properties of the actual data because small datasets are not suitable. CONCLUSIONS: As a method for generating SPD for survival data from small datasets, such as clinical trial data, CART demonstrated to be the most effective method compared to RF, BN, and CTGAN. Additionally, it is possible to improve CART-based generation methods by incorporating feature engineering and other methods in future work.

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)0,023
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,060
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,023
Score d'incertitude au seuil0,122

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0230,060
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 savante0,0010,001
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 Opus0,432
Tête enseignante GPT0,610
Écart entre enseignants0,178 · 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
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

Citations16
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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