使用机器学习诊断无症状细菌性阴道炎的种族差异
Cameron Celeste1, Dion Ming1, Justin Broce2
1J. Crayton Pruitt Family Department of Biomedical Engineering, University of Florida, Gainesville, FL, 32610, USA.
NPJ digital medicine
|November 18, 2023
概括
用于诊断细菌性阴道炎 (BV) 的机器学习模型显示了种族差异. 对于西班牙裔和亚洲女性来说,模型表现不佳,这凸显了在妇女健康方面需要更公平的诊断工具的需要.
科学领域:
- 医学诊断 医学诊断 医学诊断
- 计算生物学 计算生物学
- 基因组学就是基因组学.
背景情况:
- 机器学习 (ML) 模型在医学诊断方面表现有前途,但在不同种族群体中经常表现出性能差异.
- 妇女健康现有的健康差异往往被种族差异加剧,使公平的ML应用至关重要.
- 细菌性阴道炎 (BV) 是一种在已知有种族诊断差异的生殖年龄妇女中普遍存在的疾病.
研究的目的:
- 调查四个ML算法的公平性,用于诊断无症状细菌性阴道炎 (BV).
- 通过使用16S rRNA测序数据,评估跨不同族群的ML模型性能.
主要方法:
- 利用来自亚洲,黑人,西班牙裔和白人女性的16S rRNA测序数据.
- 应用了四个通用机器学习算法用于BV诊断.
- 通过分析跨种族群体的错误阳性和错误阴性率来评估模型的公平性.
主要成果:
- 在诊断BV时,ML模型的性能在各族群之间有很大的差异.
- 模型显示,对于西班牙裔和亚洲女性,假阳性/假阴性率的有效性最低.
- 白人女性队列表现出最高的模特表现,而亚洲女性队列表现最低.
结论:
- 一般的ML模型在BV诊断中表现出种族性能偏差.
- 目前的方法需要加强,以确保基于ML的女性健康诊断的公平性和公平性.
- 解决ML模型中的种族差异对于准确和公平的医疗保健结果至关重要.
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