通过可解释的机器学习预测Clostridioides difficile感染的结果
Gregory R Madden1, Rachel H Boone2, Emmanuel Lee3
1Division of Infectious Diseases & International Health, Department of Medicine, University of Virginia School of Medicine, Charlottesville, VA, USA; Office of Hospital Epidemiology/Infection Prevention & Control, University of Virginia School of Medicine, Charlottesville, VA, USA.
这项研究开发了一个新的模型来预测Clostridioides difficile感染的严重结果和复发. 该模型比现有方法更准确,有助于诊断时的临床决策.
科学领域:
- 医疗信息学 医疗信息学
- 传染性疾病 传染性疾病
- 机器学习 机器学习
背景情况:
- 困难菌感染 (CDI) 具有显著的短期风险和复发的可能性.
- 在诊断时预测CDI的结果具有挑战性,但对于临床决策至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证CDI严重后果和复发的预测模型.
- 为了确定用于准确CDI预后的关键临床特征.
主要方法:
- 来自1660例住院CDI病例的52个临床特征的回顾性收集.
- 使用深度神经网络和SHAPley添加式扩展 (SHAP) 开发一个修改后果排名可取性 (DOOR) 模型.
- 模型性能与现有的严重程度和复发预测模型的比较,使用AUROC.
主要成果:
- 全52个特征模型的AUROC达到0.823的严重程度和0.678的复发.
- SHAP确定了13个非常重要的特征,使得具有类似性能的缩小型号成为可能.
- 简化模型的表现明显优于现有的最高严重性模型 (AUROC 0.837与0.749).
结论:
- 与现有的工具相比,开发的模型在预测CDI严重性方面表现出卓越的性能.
- 该模型需要外部验证,但为临床实施提供可解释的预测.
- 为了可行的使用,开发了一个具有实时SHAP解释的Web应用程序.
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