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Enregistrement W4402672560 · doi:10.2196/52837

Personalized Prediction of Long-Term Renal Function Prognosis Following Nephrectomy Using Interpretable Machine Learning Algorithms: Case-Control Study

2024· article· en· W4402672560 sur OpenAlexvenueno aff
Lingyu Xu, Chenyu Li, Shuang Gao, Long Zhao, Chen Guan, Xuefei Shen, Zhihui Zhu, Cheng Guo, Liwei Zhang, Chengyu Yang, Quandong Bu, Bin Zhou, Yan Xu

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRenal cell carcinoma treatment
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésNephrectomyKidney diseaseRenal functionMachine learningMedicineComputer scienceArtificial intelligenceIntensive care medicineAcute kidney injuryAlgorithmInternal medicineKidney

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Acute kidney injury (AKI) is a common adverse outcome following nephrectomy. The progression from AKI to acute kidney disease (AKD) and subsequently to chronic kidney disease (CKD) remains a concern; yet, the predictive mechanisms for these transitions are not fully understood. Interpretable machine learning (ML) models offer insights into how clinical features influence long-term renal function outcomes after nephrectomy, providing a more precise framework for identifying patients at risk and supporting improved clinical decision-making processes. OBJECTIVE: This study aimed to (1) evaluate postnephrectomy rates of AKI, AKD, and CKD, analyzing long-term renal outcomes along different trajectories; (2) interpret AKD and CKD models using Shapley Additive Explanations values and Local Interpretable Model-Agnostic Explanations algorithm; and (3) develop a web-based tool for estimating AKD or CKD risk after nephrectomy. METHODS: We conducted a retrospective cohort study involving patients who underwent nephrectomy between July 2012 and June 2019. Patient data were randomly split into training, validation, and test sets, maintaining a ratio of 76.5:8.5:15. Eight ML algorithms were used to construct predictive models for postoperative AKD and CKD. The performance of the best-performing models was assessed using various metrics. We used various Shapley Additive Explanations plots and Local Interpretable Model-Agnostic Explanations bar plots to interpret the model and generated directed acyclic graphs to explore the potential causal relationships between features. Additionally, we developed a web-based prediction tool using the top 10 features for AKD prediction and the top 5 features for CKD prediction. RESULTS: The study cohort comprised 1559 patients. Incidence rates for AKI, AKD, and CKD were 21.7% (n=330), 15.3% (n=238), and 10.6% (n=165), respectively. Among the evaluated ML models, the Light Gradient-Boosting Machine (LightGBM) model demonstrated superior performance, with an area under the receiver operating characteristic curve of 0.97 for AKD prediction and 0.96 for CKD prediction. Performance metrics and plots highlighted the model's competence in discrimination, calibration, and clinical applicability. Operative duration, hemoglobin, blood loss, urine protein, and hematocrit were identified as the top 5 features associated with predicted AKD. Baseline estimated glomerular filtration rate, pathology, trajectories of renal function, age, and total bilirubin were the top 5 features associated with predicted CKD. Additionally, we developed a web application using the LightGBM model to estimate AKD and CKD risks. CONCLUSIONS: An interpretable ML model effectively elucidated its decision-making process in identifying patients at risk of AKD and CKD following nephrectomy by enumerating critical features. The web-based calculator, found on the LightGBM model, can assist in formulating more personalized and evidence-based clinical strategies.

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)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,016
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,005
Score d'incertitude au seuil0,029

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,016
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,026
Tête enseignante GPT0,304
Écart entre enseignants0,278 · 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'étudeObservationnel
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

Citations8
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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