Интерпретируемость предсказательных моделей машинного обучения в здравоохранении

Interpretability of machine learning‐based prediction models in healthcare
Gregor Stiglic, Primoz Kocbek, Nino Fijacko, Marinka Zitnik, Katrien Verbert, Leona Cilar
2020-06-29

глобальная интерпретируемостьинтерпретируемостьлокальная интерпретируемостьмодель-независимые подходыметоды, специфичные для модели
Существует необходимость обеспечивать интерпретируемость моделей машинного обучения (ML). Более высокая интерпретируемость модели обеспечивает более простое понимание и объяснение ее будущих предсказаний для конечных пользователей. Кроме того, интерпретируемые ML-модели позволяют экспертам в здравоохранении принимать обоснованные, основанные на данных решения и предоставлять персонализированные рекомендации, что в конечном итоге может привести к повышению качества обслуживания в здравоохранении. Как правило, подходы к интерпретируемости можно разделить на две группы: те, которые ориентированы на персонализированную интерпретацию (локальная интерпретируемость), и те, которые обобщают модели предсказания на уровне популяции (глобальная интерпретируемость). Альтернативно, методы интерпретируемости можно классифицировать как специфичные для модели, которые разработаны для интерпретации предсказаний конкретной модели, такой как нейронная сеть, и модель-независимые подходы, которые обеспечивают понятные объяснения предсказаний любой ML-модели. В настоящей работе мы даем обзор подходов к интерпретируемости для структурированных данных и приводим примеры практической интерпретируемости ML в различных областях здравоохранения, включая прогнозирование связанных со здоровьем исходов, оптимизацию лечения и повышение эффективности скрининга при конкретных состояниях. Наконец, мы очерчиваем направления дальнейших исследований в области интерпретируемого ML и подчеркиваем важность разработки алгоритмических решений, которые могут обеспечить принятие решений на основе ML в задачах здравоохранения с высокими ставками.
1
Будущие направления подчеркивают необходимость разработки алгоритмических решений для поддержки принятия решений на основе МЛ в критичных для здоровья областях.
2
Более высокая интерпретируемость позволяет медицинским экспертам принимать обоснованные, основанные на данных персонализированные решения, повышая качество ухода.
3
Подходы к интерпретируемости можно классифицировать как локальные (персонализированные) или глобальные (на уровне популяции) объяснения.
4
Интерпретируемые модели машинного обучения упрощают понимание и объяснение прогнозов для пользователей в здравоохранении.
5
Методы также делятся на специфичные для модели техники (например, для нейронных сетей) и модель-агностичные подходы, применимые к любым моделям МЛ.
6
В статье представлен обзор методов интерпретируемости для структурированных медицинских данных с практическими примерами: прогнозирование исходов, оптимизация лечения и повышение эффективности скрининга.

Подходы к интерпретируемости моделей машинного обучения для предсказаний в здравоохранении на структурированных данных

Методы и приёмы объяснения и понимания предсказаний моделей МЛ (локальная vs глобальная интерпретируемость, модель-специфичные vs модель-агностичные), обеспечивающие понимание, персонализированную и популяционную поддержку принятия решений и безопасное использование МЛ в критичных задачах здравоохранения

Publication Details
Publication Date
2020-06-29
Journal
Publisher
ISSN
Access Type
Author Information
Authors
Gregor Stiglic
Primoz Kocbek
Nino Fijacko
Marinka Zitnik
Katrien Verbert
Leona Cilar
Explore further
Open the scid.ai AI chat with a ready-made request: it will find papers on a similar topic and help build a literature review.
Find similar papers in the chat
Make a presentation
100%