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Enregistrement W4399296084 · doi:10.2196/54748

Self-Explainable Graph Neural Network for Alzheimer Disease and Related Dementias Risk Prediction: Algorithm Development and Validation Study

2024· article· en· W4399296084 sur OpenAlex

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.

venuePublié dans une revue dont le pays d'attache est le Canada.
no affAucune affiliation canadienne : ce travail est invisible pour une base fondée sur la seule affiliation.
Aucune affiliation canadienne. Une base fondée sur la seule affiliation (le devis habituel) n'aurait jamais vu ce travail. C'est l'un des travaux qui justifient l'inversion de la base.

Notice bibliographique

RevueJMIR Aging · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMachine Learning in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesU.S. National Library of MedicineNational Institute on AgingNational Institutes of Health
Mots-clésPreprintAlzheimer's diseaseArtificial neural networkComputer scienceArtificial intelligenceMedicineDiseaseWorld Wide WebInternal medicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Alzheimer disease and related dementias (ADRD) rank as the sixth leading cause of death in the United States, underlining the importance of accurate ADRD risk prediction. While recent advancements in ADRD risk prediction have primarily relied on imaging analysis, not all patients undergo medical imaging before an ADRD diagnosis. Merging machine learning with claims data can reveal additional risk factors and uncover interconnections among diverse medical codes. OBJECTIVE: The study aims to use graph neural networks (GNNs) with claim data for ADRD risk prediction. Addressing the lack of human-interpretable reasons behind these predictions, we introduce an innovative, self-explainable method to evaluate relationship importance and its influence on ADRD risk prediction. METHODS: We used a variationally regularized encoder-decoder GNN (variational GNN [VGNN]) integrated with our proposed relation importance method for estimating ADRD likelihood. This self-explainable method can provide a feature-important explanation in the context of ADRD risk prediction, leveraging relational information within a graph. Three scenarios with 1-year, 2-year, and 3-year prediction windows were created to assess the model's efficiency, respectively. Random forest (RF) and light gradient boost machine (LGBM) were used as baselines. By using this method, we further clarify the key relationships for ADRD risk prediction. RESULTS: In scenario 1, the VGNN model showed area under the receiver operating characteristic (AUROC) scores of 0.7272 and 0.7480 for the small subset and the matched cohort data set. It outperforms RF and LGBM by 10.6% and 9.1%, respectively, on average. In scenario 2, it achieved AUROC scores of 0.7125 and 0.7281, surpassing the other models by 10.5% and 8.9%, respectively. Similarly, in scenario 3, AUROC scores of 0.7001 and 0.7187 were obtained, exceeding 10.1% and 8.5% than the baseline models, respectively. These results clearly demonstrate the significant superiority of the graph-based approach over the tree-based models (RF and LGBM) in predicting ADRD. Furthermore, the integration of the VGNN model and our relation importance interpretation could provide valuable insight into paired factors that may contribute to or delay ADRD progression. CONCLUSIONS: Using our innovative self-explainable method with claims data enhances ADRD risk prediction and provides insights into the impact of interconnected medical code relationships. This methodology not only enables ADRD risk modeling but also shows potential for other image analysis predictions using claims data.

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.

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)0,001
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: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,829
Score d'incertitude au seuil0,526

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
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 Opus0,017
Tête enseignante GPT0,293
Écart entre enseignants0,276 · 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