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Enregistrement W4412163645 · doi:10.1158/1557-3265.aimachine-a062

Abstract A062: Uncovering Social and Clinical Determinants of Baseline Distress Prior to Radiation Therapy: An Explainable Machine Learning Approach

2025· article· en· W4412163645 sur OpenAlexaboutno aff
Soheil Hashtarkhani, Rezaur Rashid, Parnian Kheirkhah Rahimabad, Fekede Asefa Kumsa, Brianna M White, Lokesh Chinthala, Janet A. Zink, Christopher Brett, Robert L. Davis, David L. Schwartz, Arash Shaban‐Nejad

Notice bibliographique

RevueClinical Cancer Research · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiomics and Machine Learning in Medical Imaging
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBaseline (sea)DistressMedicineRadiation therapyPsychologyIntensive care medicinePsychotherapistClinical psychologySurgeryPolitical science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background: Psychological distress impacts cancer treatment adherence, outcomes, and quality of life. While predictive models can identify patients at elevated risk, understanding the mechanistic drivers of distress will be essential to design personalized psychosocial interventions. In this study, we applied explainable machine learning to predict and interpret baseline distress levels in cancer patients preparing to undergo radiation therapy. Methods: We retrospectively analyzed data from 2,103 patients treated at the University of Tennessee Medical Center (UTMC) in Knoxville. 1,953 were formally screened by an ONC Distress Depression Score instrument prior to radiation therapy, with 1,759 providing a numeric distress rating (0–10). An XGBoost regression model was trained to predict patient distress scores using a broad set of variables, including age, body mass index (BMI), ICD-coded cancer diagnosis category, marital status, insurance type, smoking and alcohol use, and neighborhood-level socioeconomic indicators such as median household income, educational attainment, and social vulnerability. Hyperparameters were optimized via Bayesian search, and model performance was evaluated with cross-validation. To ensure interpretability, we employed Shapley Additive Explanations (SHAP) to quantify each feature’s contribution to the predicted distress and to visualize the direction and non-linearity of these effects. Results: Distress levels were skewed toward the lower end of the scale, with 55.6% of patients reporting mild (<4), 20.0% moderate (4–6), and 15.9% severe (7–10) distress. The final model demonstrated moderate predictive accuracy, explaining approximately 59% of the variance in distress scores (R2 = 0.592, RMSE = 2.00, MAE = 1.67). SHAP analysis provided interpretable insights into how individual features influenced distress predictions. The top six contributors to predicted distress were younger age, lung cancer diagnosis, metastatic disease, current smoking, dual Medicare-Medicaid insurance coverage, and divorced marital status; all were associated with higher distress levels. These relationships highlighted both linear and non-linear effects, offering clinically meaningful explanations of patient-level risk. Conclusion: Our results suggest that explainable AI can contribute accurate predictions and interpretable insights into the contributors of psychological distress in cancer patients prior to radiation therapy. By combining XGBoost modeling with SHAP-based explanation, we uncovered potentially modifiable candidate drivers of distress. These findings support ongoing investigations to integrate interpretable machine learning strategies into clinical workflows to enhance preemptive, personalized supportive care interventions during radiation therapy planning. Citation Format: Soheil Hashtarkhani, Rezaur Rashid, Parnian K. Rahimabad, Fekede A. Kumsa, Brianna M. White, Lokesh Chinthala, Janet A. Zink, Christopher L. Brett, Robert L. Davis, David L. Schwartz, Arash Shaban-Nejad. Uncovering Social and Clinical Determinants of Baseline Distress Prior to Radiation Therapy: An Explainable Machine Learning Approach [abstract]. In: Proceedings of the AACR Special Conference in Cancer Research: Artificial Intelligence and Machine Learning; 2025 Jul 10-12; Montreal, QC, Canada. Philadelphia (PA): AACR; Clin Cancer Res 2025;31(13_Suppl):Abstract nr A062.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,011
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: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,011
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,139
Tête enseignante GPT0,532
Écart entre enseignants0,393 · 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
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

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
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