计算机科学 > 机器学习
[提交于 2025年1月27日
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标题: 将概率树与因果网络结合用于临床和流行病学数据
标题: Integrating Probabilistic Trees and Causal Networks for Clinical and Epidemiological Data
摘要: 医疗决策需要不仅准确的预测,还需要了解各种因素如何影响患者结果。 虽然传统的机器学习(ML)模型在预测结果方面表现出色,例如识别高风险患者,但它们在回答关于干预措施的假设性问题方面存在局限。 本研究介绍了概率因果融合(PCF)框架,该框架结合了因果贝叶斯网络(CBNs)和概率树(PTrees),以超越预测。 PCF利用CBN中的因果关系来构建PTrees,从而实现对因素影响的量化和假设性干预的模拟。 PCF在三个真实世界的医疗数据集上进行了验证,即MIMIC-IV、弗雷明汉心脏研究和糖尿病数据集,这些数据集因其临床变量的多样性而被选中。 它展示了与传统ML模型相当的预测性能,同时提供了额外的因果推理能力。 为了提高可解释性,PCF结合了敏感性分析和SHapley Additive exPlanations(SHAP)。 敏感性分析量化了因果参数对结果(如住院时间(LOS)、冠心病(CHD)和糖尿病)的影响,而SHAP则突出了个体特征在预测建模中的重要性。 通过将因果推理与预测建模相结合,PCF弥合了临床直觉与数据驱动见解之间的差距。 其揭示可改变因素之间的关系并模拟假设场景的能力,为临床医生提供了对因果路径更清晰的理解。 这种方法支持更明智的、基于证据的决策,为在不同医疗环境中解决复杂问题提供了一个强大的框架。
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