MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W7105993569 · doi:10.2196/74196

Explainable AI for Predicting Mortality Risk in Metastatic Cancer: Retrospective Cohort Study Using the Memorial Sloan Kettering-Metastatic Dataset

2025· article· en· W7105993569 sur OpenAlexvenueno aff

Notice bibliographique

RevueJMIR Cancer · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueArtificial Intelligence in Healthcare and Education
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésRetrospective cohort studyInteroperabilityHealth recordsHealth careCohort studyMEDLINERisk assessmentCancer

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background Metastatic cancer remains one of the leading causes of cancer-related mortality worldwide. Yet, the prediction of survivability in this population remains limited by heterogeneous clinical presentations and high-dimensional molecular features. Advances in machine learning (ML) provide an opportunity to integrate diverse patient- and tumor-level factors into explainable predictive ML models. Leveraging large real-world datasets and modern ML techniques can enable improved risk stratification and precision oncology. Objective This study aimed to develop and interpret ML models for predicting overall survival in patients with metastatic cancer using the Memorial Sloan Kettering-Metastatic (MSK-MET) dataset and to identify key prognostic biomarkers through explainable artificial intelligence techniques. Methods We performed a retrospective analysis of the MSK-MET cohort, comprising 25,775 patients across 27 tumor types. After data cleaning and balancing, 20,338 patients were included. Overall survival was defined as deceased versus living at last follow-up. Five classifiers (extreme gradient boosting [XGBoost], logistic regression, random forest, decision tree, and naive Bayes) were trained using an 80/20 stratified split and optimized via grid search with 5-fold cross-validation. Model performance was assessed using accuracy, area under the curve (AUC), precision, recall, and F1-score. Model explainability was achieved using Shapley additive explanations (SHAP). Survival analyses included Kaplan-Meier estimates, Cox proportional hazards models, and an XGBoost-Cox model for time-to-event prediction. The positive predictive value and negative predictive value were calculated at the Youden index–optimal threshold. Results XGBoost achieved the highest performance (accuracy=0.74; AUC=0.82), outperforming other classifiers. In survival analyses, the XGBoost-Cox model with a concordance index (C-index) of 0.70 exceeded the traditional Cox model (C-index=0.66). SHAP analysis and Cox models consistently identified metastatic site count, tumor mutational burden, fraction of genome altered, and the presence of distant liver and bone metastases as among the strongest prognostic factors, a pattern that held at both the pan-cancer level and recurrently across cancer-specific models. At the cancer-specific level, performance varied; prostate cancer achieved the highest predictive accuracy (AUC=0.88), while pancreatic cancer was notably more challenging (AUC=0.68). Kaplan-Meier analyses demonstrated marked survival separation between patients with and without metastases (80-month survival: approximately 0.80 vs 0.30). At the Youden-optimal threshold, positive predictive value and negative predictive value were approximately 70% and 80%, respectively, supporting clinical use for risk stratification. Conclusions Explainable ML models, particularly XGBoost combined with SHAP, can strongly predict survivability in metastatic cancers while highlighting clinically meaningful features. These findings support the use of ML-based tools for patient counseling, treatment planning, and integration into precision oncology workflows. Future work should include external validation on independent cohorts, integration with electronic health records via Fast Healthcare Interoperability Resources–based dashboards, and prospective clinician-in-the-loop evaluation to assess real-world use.

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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,007
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,020
Score d'incertitude au seuil0,039

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,007
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,147
Tête enseignante GPT0,505
Écart entre enseignants0,358 · 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'étudeObservationnel
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

Explorer davantage

Même revueJMIR CancerMême sujetArtificial Intelligence in Healthcare and EducationTravaux en français237 207