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Enregistrement W4410613979 · doi:10.2106/jbjs.oa.24.00213

Development of Explainable Machine Learning Models to Identify Patients at Risk for 1-Year Mortality and New Distant Metastases Postendoprosthetic Reconstruction for Lower Extremity Bone Tumors

2025· article· en· W4410613979 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.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueJBJS Open Access · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueSarcoma Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensMcGill UniversityQueen's UniversityMcMaster UniversityPublic Health OntarioUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésReceiver operating characteristicArtificial intelligenceMachine learningRandom forestGradient boostingFeature selectionLogistic regressionLasso (programming language)MedicineConfidence intervalNomogramSupport vector machineNaive Bayes classifierDecision treeBoosting (machine learning)RegressionComputer scienceStatisticsOncologyInternal medicineMathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Accurate prediction of postoperative metastasis and mortality risks in patients undergoing lower-limb oncological resection and endoprosthetic reconstruction is essential for guiding adjuvant therapies and managing patient expectations. Current prediction methods are limited by variability in patient-specific factors. This study aims to develop and internally validate explainable machine learning (ML) models to predict the 1-year risk of new distant metastases and mortality in these patients. Methods: We performed a secondary analysis of data from the Prophylactic Antibiotic Regimens in Tumor Surgery trial, which included 604 patients. Candidate features were selected based on availability and clinical relevance and then narrowed using Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) regression and Boruta algorithms. Six ML classification algorithms were tuned and calibrated: logistic regression, support vector machines, random forest, Light Gradient Boosting Machine (LightGBM), eXtreme Gradient Boosting (XGBoost), and neural networks. Models were developed with and without including percent tumor necrosis due to its high missing data rate (>30%). Hyperparameters were tuned using Bayesian optimization. Internal validation was conducted using a 30% hold-out set. Model explainability was assessed using permutation-based feature importance and SHapley Additive exPlanations. Results: LightGBM was identified as the best-performing algorithm for both outcomes. For 1-year mortality prediction without percent necrosis, LightGBM achieved an area under the receiver operating characteristic curve (AUC-ROC) of 0.78 (95% confidence interval [CI] 0.70-0.86) during cross-validation and 0.72 on internal validation. For distant metastasis prediction, the LightGBM model without percent necrosis achieved an AUC-ROC of 0.77 (95% CI 0.71-0.84) during cross-validation and 0.77 on internal validation. Including percent necrosis did not significantly improve model performance. The top predictors identified were patient age, largest tumor dimension, and tumor stage. Conclusions: Explainable ML models can effectively predict the 1-year risk of mortality and new distant metastases in patients undergoing lower-limb oncological resection and endoprosthetic reconstruction. Further external validation and consideration of other data modalities are required before integrating these ML-driven risk assessments into routine clinical practice. Level of Evidence: Level II, Prognostic Study. See Instructions for Authors for a complete description of levels of evidence.

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)0,000
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: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,060
Score d'incertitude au seuil0,584

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
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 Opus0,115
Tête enseignante GPT0,398
Écart entre enseignants0,284 · 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