乳腺癌机器学习预测模型的可解释性

Erika Yahata, Erik Paul Winnikow, R. Suyama, P. W. Simões
{"title":"乳腺癌机器学习预测模型的可解释性","authors":"Erika Yahata, Erik Paul Winnikow, R. Suyama, P. W. Simões","doi":"10.59681/2175-4411.v15.iespecial.2023.1090","DOIUrl":null,"url":null,"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.","PeriodicalId":91119,"journal":{"name":"Journal of health informatics","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-07-20","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Explicabilidade em Modelos Preditivos de Machine Learning no Câncer de Mama\",\"authors\":\"Erika Yahata, Erik Paul Winnikow, R. Suyama, P. W. Simões\",\"doi\":\"10.59681/2175-4411.v15.iespecial.2023.1090\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"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.\",\"PeriodicalId\":91119,\"journal\":{\"name\":\"Journal of health informatics\",\"volume\":\" \",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-07-20\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Journal of health informatics\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.59681/2175-4411.v15.iespecial.2023.1090\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Journal of health informatics","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.59681/2175-4411.v15.iespecial.2023.1090","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

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。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Explicabilidade em Modelos Preditivos de Machine Learning no Câncer de Mama
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.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信