Abstract 4353134: Explainable Deep Learning Predicts Future Adverse Outcomes in Non-Ischemic Cardiomyopathy From Multi-domain Digital Health Data
Notice bibliographique
Résumé
Background: Despite recognized phenotypic heterogeneity of idiopathic non-ischemic cardiomyopathy (NICM), management remains generalized and dominantly guided by left ventricular (LV) ejection fraction (EF) and New York Heart Association class. Deep learning (DL) models can integrate complex, multimodal phenomics data to support individualized prognostication; however, are considered black box models that limit clinical adoption. We developed an explainable DL model, DeepPhenome-NICM, for patient-specific prediction of major adverse cardiac events (MACE) in NICM leveraging multi-domain phenomics data captured at time of cardiovascular MR (CMR) imaging. Methods: 1,142 patients with CMR confirmed diagnosis of NICM were identified from the Cardiovascular Imaging Registry of Calgary, defined as LV EF <50% in the absence of any identifiable ischaemic or non-ischaemic aetiology. All patients underwent baseline health questionnaires with standardized reporting at the time of CMR imaging and were followed for a minimum of 6 months for the composite outcome of all-cause mortality, survived cardiac arrest, ventricular tachycardia, or heart failure hospitalization. A total of 50 routinely captured variables were included in a final trained DL survival model (DeepPhenome-NICM), inclusive of patient-reported, CMR-derived, and electronic health record-derived variables. Data were split into training (80%) and test (20%) sets. Model performance was assessed on the test set. Shapley values, a measure of additive feature contribution to model prediction, were estimated to deliver model explainability. Results: Baseline characteristics of the study population are reported in Table 1. Over a median follow-up of 3.8 years, 210 patients (18.4%) experienced MACE. Using the hold-out test set, the DeepPhenome-NICM model achieved a mean time-dependent AUC of 0.83 (95% CI 0.75-0.89) with a 1- and 5-year AUC of 0.87 (0.79-0.93) and 0.82 (0.73-0.89), respectively. Stratification of patients by the median predicted patient-specific risk score yielded significant discrimination of event-free survival, with the high-risk group experiencing a 4.3-fold increased risk (HR; 95% CI 2.1-8.9; p<0.001; Figure 1) . Figure 2 shows the respective influence of top predictors on model prediction. Conclusions: DeepPhenome-NICM is a multimodal DL model that identifies high risk patients with NICM at time of CMR using a composite phenomics based approach. External validation of this model is planned.
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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 | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».