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Enregistrement W6922126351 · doi:10.11575/prism/48058

Optimizing personalized treatment strategies for coronary artery disease using deep learning and reinforcement learning

2025· other· en· W6922126351 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueOpen MIND · 2025
Typeother
Langueen
Domaine
Thématique
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésReinforcement learningDeep learningCoronary artery diseaseAutoencoderPersonalized medicineCADPercutaneous coronary interventionFeature (linguistics)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Coronary artery disease (CAD) is a leading global cause of mortality and morbidity, affecting approximately 295 million people and resulting in 9.5 million deaths in 2021. Despite advancements in medical interventions that have reduced CAD mortality in high-income countries, significant challenges remain in delivering optimized, personalized care, particularly in settings characterized by high patient variability. Traditional decision-making in the treatment of obstructive CAD—encompassing percutaneous coronary intervention (PCI), coronary artery bypass grafting (CABG), and medical therapy—relies predominantly on population-level data from randomized controlled trials. However, this approach often neglects individual patient characteristics and the sequential nature of CAD treatments. This thesis employs machine learning (ML), with a focus on reinforcement learning (RL) and deep learning techniques, to improve CAD treatment decision-making. Specifically, it develops an offline RL framework designed to provide personalized treatment recommendations for patients with CAD, utilizing a large cohort from Alberta, Canada. Chapter 3 addresses the challenge of processing high-dimensional clinical data for ML applications. Through extensive experimentation with several unsupervised feature selection techniques, this study identifies the weight-adjusted concrete autoencoder as the most effective method for extracting efficient and interpretable features from diagnostic (ICD-10) and therapeutic (ATC) code databases. The selected features serve as the foundation for the analyses in subsequent chapters. Chapter 4 forms the core of this thesis, presenting an offline RL framework named RL4CAD to optimize CAD treatment recommendations tailored to individual patient profiles. Off-policy evaluation of RL4CAD models demonstrates their superiority over traditional physician-driven decision-making, achieving significant reductions in major adverse cardiovascular events. By using conservative RL models, we balanced the optimal recommendations with the current clinical practice. Moreover, this framework introduces interpretability to RL-based decisions by employing models with limited state spaces and identifying key features that influence outcomes. In ‎Chapter 5, the thesis addresses the challenge of distribution shifts across diverse patient populations, such as variations in sex and treatment site, which complicate the optimization of CAD treatment using RL. By stratifying patient cohorts by these features and independently evaluating physician behavior and RL-derived policies, significant disparities in clinical practices were identified. To mitigate these challenges, transfer learning was integrated into the RL framework, enabling the model to adapt to diverse patient subgroups with minimal data and retraining. This approach effectively addressed distribution shifts, improving the RL models’ capacity to deliver personalized and equitable CAD treatment recommendations in patient populations that they had not been trained on. Collectively, the innovations in feature selection, RL-guided decision-making, and addressing distribution shifts contribute a scalable, data-driven solution for CAD management. By delivering personalized treatment recommendations that account for patient and practice variability, this work advances the potential of RL-driven precision medicine in cardiovascular care. Furthermore, the findings from this thesis establish a foundation for applying RL to other complex and dynamic treatment domains.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
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 enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,020

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
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 Opus0,051
Tête enseignante GPT0,336
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

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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