Magnitude and Impact of Hallucinations in Tabular Synthetic Health Data on Prognostic Machine Learning Models: Validation Study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Generative artificial intelligence (AI) for tabular synthetic data generation (SDG) has significant potential to accelerate health care research and innovation. A critical limitation of generative AI, however, is hallucinations. Although this has been commonly observed in text-generating models, it may also occur in tabular SDG. OBJECTIVE: This study aims to investigate the magnitude of hallucinations in tabular synthetic data, whether their frequency increases with training data complexity, and the extent to which they impact the utility of synthetic data for downstream prognostic machine learning (ML) modeling tasks. METHODS: On the basis of 12 large and high-dimensional real-world health care datasets, 6354 training datasets of different complexity were created by varying the subset of variables included in each dataset. Synthetic data were generated using 7 different SDG models. Hallucinations were defined as synthetic records that did not exist in the population, and the hallucination rate (HR) was the proportion of hallucinations in a synthetic dataset. Classification was the downstream prognostic modeling task, conducted via an ML approach (light gradient boosted machine) and an artificial neural network (multilayer perceptron). Mixed-effects models were fitted to examine the relationship between training data complexity and the HR and the HR and the predictive performance of AI and ML models when trained on the synthetic data. RESULTS: The HR ranged from 0.3% to 100% (median 99.1%, IQR 98.5%-100.0%) and increased with training data complexity. However, in most SDG models, the HR did not affect AI and ML prognostic model performance. In the SDG models in which a significant association was detected, the estimated effect was very small, with a maximum decrease in the area under the receiver operating characteristic curve of -0.0002 (95% CI -0.0003 to -0.0002, P<.001) in light gradient boosting machine and -0.0001 (95% CI -0.0002 to -0.0001, P=.002) in multilayer perceptron. CONCLUSIONS: These findings suggest that while hallucinations may be very common in synthetic tabular health data, they do not necessarily impair its utility for prognostic modeling.
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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 | 0,019 | 0,067 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| 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 | 0,000 |
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.
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 ».