半监督的ROC分析可用于可靠和精简的表型算法评估
Jianhui Gao1, Clara-Lea Bonzel2, Chuan Hong3
1Department of Statistical Sciences, University of Toronto, Toronto, ON, Canada.
Journal of the American Medical Informatics Association : JAMIA
|December 21, 2023
概括
一种新的半监督方法 (ssROC) 精确地使用最小标记的电子健康记录 (EHR) 数据评估表型算法 (PA). 与传统的监督方法相比,这种方法显著减少了绩效估计的差异,简化了翻译研究.
科学领域:
- 生物医学信息学 生物医学信息学
- 医疗保健中的机器学习
- 翻译研究是翻译研究.
背景情况:
- 使用电子健康记录 (EHR) 的高通量表型化对于翻译研究至关重要.
- 估计和评估表型算法 (PA) 需要广泛的医疗监督,这构成了一个重要的瓶.
- 现有的弱监督的学习方法缺乏可靠的评估策略,对于具有有限标记数据的PA.
研究的目的:
- 引入一种新的半监督方法ssROC,用于估计PAs的接收器运行特征 (ROC) 参数.
- 以很小比例的标记数据来解决评估PA预测性能的挑战.
- 为了能够精确估计PA性能指标,如灵敏度和特异性.
主要方法:
- ssROC使用一个小的标记数据集来非参数计算缺失的标签.
- 然后用于ROC参数估计的imputed标签.
- 使用合成,半合成和现实世界EHR数据评估了ssROC的性能.
主要成果:
- 与传统的监督ROC分析 (supROC) 相比,sssROC在ROC参数估计中显示出最小的偏差和显著较低的差异.
- 在模拟中,ssROC在精度上胜过supROC.
- 对于来自Mass General Brigham (MGB) EHR数据的5个PA,ssROC估计的平均变化比supROC少30%至60%.
结论:
- ssROC可以精确评估PA的性能,而不需要大量的标记数据.
- 使用开源R软件,ssROC方法很容易实现.
- 将ssROC与弱监督的PA集成起来,为研究提供了可靠和简化的基于EHR的表型化.
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