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Enregistrement W4414552080 · doi:10.3389/fneur.2025.1668816

Explainable machine learning model for predicting the outcome of acute ischemic stroke after intravenous thrombolysis

2025· article· en· W4414552080 sur OpenAlexaboutno aff
F. Bu, Runlu Cai, Wei Zhang, Xiaohong Tang, Guiyun Cui, Xin Yang

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Neurology · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueAcute Ischemic Stroke Management
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesGovernment of Jiangsu ProvinceNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésThrombolysisOutcome (game theory)Identification (biology)Stroke (engine)Ischemic strokeDeep learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction: Acute ischemic stroke (AIS) patients often experience poor functional outcomes post-intravenous thrombolysis (IVT). Novel computational methods leveraging machine learning (ML) architectures increasingly support medical decision-making. We aimed to develop and validate a machine learning model to predict 3-month unfavorable functional outcome after IVT in AIS patients. Methods: = 324). The least absolute shrinkage and selection operator (LASSO) regression selected predictors from clinical/neuroimaging/laboratory variables. Eight ML algorithms (including Logistic Regression, Random Forest, Extreme Gradient Boosting, Multilayer Perceptron, Support Vector Machine, Light Gradient Boosting Machine, Decision Tree, and K-Nearest Neighbors) were trained using 10-fold cross-validation and evaluated on test/external sets via the area under the curve (AUC), accuracy, precision, recall and F1-score. Additionally, the SHapley Additive exPlanations (SHAP) interpreted the optimal model. Results: = 282) and 324 patients the external validation cohort. Unfavorable 3-month outcomes (mRS 3-6) occurred in 25.7% and 22.8%, respectively. LASSO regression selected five predictors: the neutrophil-to-lymphocyte ratio (NLR), admission National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) score, the Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS), atrial fibrillation, and blood glucose. While tree-based methods like XGBoost and LightGBM showed elevated training performance (e.g., XGBoost training AUC = 0.878) but significant drops in validation (AUC = 0.791), LR demonstrated optimal performance: robust training AUC (0.792), minimal validation degradation (AUC = 0.787). LR model was subsequently employed as classification method demonstrating optimal performance with (AUC = 0.777) in the test dataset. External validation confirmed LR's stability (AUC = 0.797). SHAP analysis ranked NLR as the strongest predictor (followed by NIHSS/ASPECTS), with higher values increasing risk. Learning curves indicated no overfitting. A nomogram enabled individualized risk quantification. Conclusion: A parsimonious 5-variable LR model robustly predicts 3-month post-IVT outcomes, combining clinical utility, interpretability, and generalizability. NLR-driven inflammation is critical to prognosis. This tool facilitates early high-risk patient identification for personalized intervention.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,015

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,000
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 Opus0,009
Tête enseignante GPT0,250
Écart entre enseignants0,241 · 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

Citations2
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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