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Enregistrement W7116406781 · doi:10.2196/82462

Explainable Logistic Regression for Heart Disease Risk Prediction in Community and Clinical Populations: Development and External Validation Study (Preprint)

2025· article· en· W7116406781 sur OpenAlexvenueno aff
Peihua Tong, Hui Hu, Ling Tong

Notice bibliographique

RevueJMIR Cardio · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiqueArtificial Intelligence in Healthcare
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésLogistic regressionHeart diseaseDiseaseRisk assessmentRegression analysisMEDLINE

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Heart disease is a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Although machine learning models can achieve strong predictive performance, their limited interpretability hampers clinical adoption. Logistic regression is transparent but is often perceived as less accurate than complex ensemble models. OBJECTIVE: To develop an explainable logistic regression model (SHAP-LR) for heart disease risk prediction using routinely available clinical variables and to evaluate its performance across community survey data, public clinical datasets, and a hospital cohort, in comparison with machine learning models and the Framingham Risk Score (FRS). METHODS: We used the 2015 Behavioral Risk Factor Surveillance System (BRFSS; 253,680 adults, 9.4% with self-reported heart disease) for model development. To benchmark machine learning methods, we trained baseline models on the full UCI Heart Disease dataset (n=920) and the Statlog Heart Disease dataset (n=270). The final SHAP-LR model itself was developed exclusively on BRFSS data. External validation of SHAP-LR was performed on the Cleveland subset of the UCI Heart Disease database (n=303), where SHAP-LR was benchmarked against FRS for discrimination and calibration. RESULTS: In BRFSS, older age and cardiometabolic risk factors were strongly associated with heart disease. Across the UCI, Statlog, and BRFSS datasets, SHAP-LR achieved AUROCs of approximately 0.73, 0.64, and 0.80, with performance comparable to or slightly better than more complex tree-based models. In the external cohort, SHAP-LR showed overall similar discrimination to FRS. Apparent calibration, as judged by Brier scores and calibration plots, was more favorable for SHAP-LR in this high-prevalence hospital sample, but this likely reflects the use of class-weighted training in BRFSS and the mismatch between a prevalence model and a 10-year incidence risk score; these calibration differences should therefore be interpreted with caution. Subgroup analyses indicated that FRS achieved higher AUROC than SHAP-LR in some high-risk groups, including patients with diabetes or hypertension. In the BRFSS test set, the corrected SHAP-LR integer score defined three strata with observed event rates of approximately 1.1%, 4.1%, and 17.1%; mean predicted probabilities were approximately 9.3%, 26.2%, and 60.7%, indicating effective risk ranking but substantial overestimation of absolute risk in the low-risk group. CONCLUSIONS: We developed and validated an explainable logistic regression model for heart disease risk prediction that balances predictive performance and transparency. By modeling age as a continuous predictor, comparing against multiple machine learning models, and using FRS as an external benchmark in a hospital cohort, SHAP-LR demonstrates a simple, interpretable framework for prevalent heart disease risk prediction in community and clinical datasets. However, FRS outperformed SHAP-LR in some high-risk strata, and raw SHAP-LR probabilities require local recalibration before being used for absolute risk estimation, particularly in low-prevalence populations. Prospective studies and additional external validations will be needed before SHAP-LR can be considered for routine individualized cardiovascular risk assessment.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesÉtudes des sciences et des technologies
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 enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0020,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,318
Tête enseignante GPT0,560
Écart entre enseignants0,242 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

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

Citations0
Publié2025
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