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Enregistrement W7117536238 · doi:10.2196/78964

Prediction of First and Multiple Antiretroviral Therapy Interruptions in People Living With HIV: Comparative Survival Analysis Using Cox and Explainable Machine Learning Models

2025· article· en· W7117536238 sur OpenAlexvenueno aff
Donald Salami, Emily Koech, Janet M. Turan, Kristen A. Stafford, Lilly M. Nyagah, Stephen Ohakanu, Anthony Ngugi, Manhattan Charurat

Notice bibliographique

RevueJMIR Medical Informatics · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueHIV/AIDS Research and Interventions
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAntiretroviral therapyPsychological interventionPredictive modellingSurvival analysisProportional hazards modelHuman immunodeficiency virus (HIV)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: The Cox proportional hazards (CPH) model is a common choice for analyzing time-to-treatment interruptions in patients on antiretroviral therapy (ART), valued for its straightforward interpretability and flexibility in handling time-dependent covariates. Machine learning (ML) models have increasingly been adapted for handling temporal data, with added advantages of handling complex, nonlinear relationships and large datasets, and providing clear practical interpretations. Objective: This study aims to compare the predictive performance of the traditional CPH model and ML models in predicting treatment interruptions among patients on ART, while also providing both global and individual-level explanations to support personalized, data-driven interventions for improving treatment retention. Methods: Using data from 621,115 patients who started ART between 2017 and 2023, in Kenya, we compared the performance of the CPH with the following ML models-gradient boosting machine, extreme gradient boosting, regularized generalized linear models (Ridge, Lasso, and Elastic-Net), and recursive partitioning-in predicting first and multiple treatment interruptions. Explainable surrogate technique (model-agnostic) was applied to interpret the best performing model's predictions globally, using variable importance and partial dependence profiles, and at individual level, using breakdown additive, Shapley Additive Explanations, and ceteris paribus. Results: The recursive partitioning model achieved the best performance with a predictive concordance index score of 0.81 for first treatment interruptions and 0.89 for multiple interruptions, outperforming the CPH model, which scored 0.78 and 0.87 for the same scenarios, respectively. Recursive partitioning's performance can be attributed to its ability to model nonlinear relationships and automatically detect complex interactions. The global model-agnostic explanations aligned closely with the interpretations offered by hazard ratios in the CPH model, while offering additional insights into the impact of specific features on the model's predictions. The breakdown additive and Shapley Additive Explanations explainers demonstrated how different variables contribute to the predicted risk at the individual patient level. The ceteris paribus profiles further explored the time-varying model to illustrate how changes in a patient's covariates over time could impact their predicted risk of treatment interruption. Conclusions: Our results highlight the superior predictive performance of ML models and their ability to provide patient-specific risk predictions and insights that can support targeted interventions to reduce treatment interruptions in ART care.

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)0,020
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,031
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 seuil0,104

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0200,031
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
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 Opus0,057
Tête enseignante GPT0,348
Écart entre enseignants0,291 · 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

Citations1
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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