Explicabilidade em Modelos Preditivos de Machine Learning no Câncer de Mama

Erika Yahata, Erik Paul Winnikow, R. Suyama, P. W. Simões
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Abstract

Objetivo: A Inteligência Artificial se mostra promissora como apoio à decisão no câncer de mama, porém, a interpretabilidade dos algoritmos como os de caixa preta pode contribuir na adoção na prática clínica. Esse estudo apresenta a explicabilidade em Modelos Preditivos de Aprendizado de Máquina no Câncer de Mama. Métodos: Avaliou-se duas abordagens distintas de Aprendizado de Máquina, Multilayer Perceptron (MLP) e Extreme Gradient Boosting (XGBoost), considerando amostra de 164 mulheres submetidas a Core Biópsia entre 2014 e 2015. Utilizou-se o Shapley Additive Explanation para a explicabilidade dos modelos. Resultados: Os modelos preditivos apresentaram, ambos, acurácia de 98,0% (IC95%:94,2%-100,0%) e o BI-RADS® 5 no ultrassom foi considerado como o atributo mais importante. Conclusão: Os modelos mostraram alta capacidade preditiva para o câncer de mama; no MLP o BI-RADS® 3 e 5 do ultrassom foram os atributos mais importantes, e no XGB, além do ultrassom, destacaram-se a idade e o nódulo palpável.
乳腺癌机器学习预测模型的可解释性
目的:人工智能在乳腺癌的决策支持方面显示出前景,然而,算法的可解释性,如黑匣子算法,可能有助于在临床实践中的采用。本研究提出了机器学习预测模型对乳腺癌的解释。方法:我们评估了两种不同的机器学习方法,多层感知器(MLP)和极端梯度增强(XGBoost),考虑了164名在2014年至2015年间接受核活检的女性样本。我们使用Shapley加性解释来解释模型。结果:预测模型的准确率均为98.0% (95% ci: 94.2% - 100.0%),超声BI-RADS®5被认为是最重要的属性。结论:该模型对乳腺癌具有较高的预测能力;在MLP中,超声BI-RADS®3和5是最重要的属性,在XGB中,除了超声,年龄和可触及的结节突出。
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