基于树的方法的plug-and-play使用:对临床预测建模的后果
Lotta M Meijerink1, Ewoud Schuit1, Karel G M Moons1
1Julius Center for Health Sciences and Primary Care, University Medical Center Utrecht, Utrecht University, Utrecht, The Netherlands.
基于树的模型,如随机森林和XGBoost可以在临床环境中产生生物学上不可信的预测. 仔细评估他们的行为对于可靠和有效的临床预测模型至关重要.
科学领域:
- 医疗保健中的机器学习
- 临床预测建模模型
- 数据科学应用数据科学应用
背景情况:
- 基于树的模型 (例如随机森林,XGBoost) 已被广泛采用用于临床预测.
- 关于预测结果关联和推断的行为往往被忽视.
- 了解这些行为对于可靠的临床决策至关重要.
研究的目的:
- 为了说明基于树的模型在临床预测中的行为.
- 讨论它们的"插即用"使用的含义.
- 突出学习平滑,单调和加法关联以及外推的局限性.
主要方法:
- 一个模拟研究与标准的正常预测和后勤结果.
- 对现实世界的临床实例的分析:放射治疗后毒性预测.
- 使用头癌患者的公共数据集进行评估.
- 在不同样本大小中可视化学习的预测结果关联.
主要成果:
- 基于树的模型表现出逐步,非平滑和非单调的预测器-结果关联.
- 由于直角分割,他们很难学习加法效应.
- 外加推算的结果是超出观察到的数据范围的恒定预测.
- 学习的关联可以在生物学上是不可信的,影响可信度和通用性.
结论:
- 基于树的模型的"插即用"使用可以产生不良的预测器-结果关联.
- 在开发和评估过程中仔细考虑模型行为是必不可少的.
- 对受约束和软分割决策树的进一步研究是有必要的.
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