Advancing thyroid care: An accurate trustworthy diagnostics system with interpretable AI and hybrid machine learning techniques
Notice bibliographique
Résumé
The worldwide prevalence of thyroid disease is on the rise, representing a chronic condition that significantly impacts global mortality rates. Machine learning (ML) approaches have demonstrated potential superiority in mitigating the occurrence of this disease by facilitating early detection and treatment. However, there is a growing demand among stakeholders and patients for reliable and credible explanations of the generated predictions in sensitive medical domains. Hence, we propose an interpretable thyroid classification model to illustrate outcome explanations and investigate the contribution of predictive features by utilizing explainable AI. Two real-time thyroid datasets underwent various preprocessing approaches, addressing data imbalance issues using the Synthetic Minority Over-sampling Technique with Edited Nearest Neighbors (SMOTE-ENN). Subsequently, two hybrid classifiers, namely RDKVT and RDKST, were introduced to train the processed and selected features from Univariate and Information Gain feature selection techniques. Following the training phase, the Shapley Additive Explanation (SHAP) was applied to identify the influential characteristics and corresponding values contributing to the outcomes. The conducted experiments ultimately concluded that the presented RDKST classifier achieved the highest performance, demonstrating an accuracy of 98.98 % when trained on Information Gain selected features. Notably, the features T3 (triiodothyronine), TT4 (total thyroxine), TSH (thyroid-stimulating hormone), FTI (free thyroxine index), and T3_measured significantly influenced the generated outcomes. By balancing classification accuracy and outcome explanation ability, this study aims to enhance the clinical decision-making process and improve patient care.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».