With the spread and rapid advancement of black box machine learning models, the field of interpretable machine learning (IML) or explainable artificial intelligence (XAI) has become increasingly important over the last decade. This is particularly relevant for survival analysis, where the adoption of IML techniques promotes transparency, accountability and fairness in sensitive areas, such as clinical decision making processes, the development of targeted therapies, interventions or in other medical or healthcare related contexts. More specifically, explainability can uncover a survival model's potential biases and limitations and provide more mathematically sound ways to understand how and which features are influential for prediction or constitute risk factors. However, the lack of readily available IML methods may have deterred medical practitioners and policy makers in public health from leveraging the full potential of machine learning for predicting time-to-event data. We present a comprehensive review of the limited existing amount of work on IML methods for survival analysis within the context of the general IML taxonomy. In addition, we formally detail how commonly used IML methods, such as such as individual conditional expectation (ICE), partial dependence plots (PDP), accumulated local effects (ALE), different feature importance measures or Friedman's H-interaction statistics can be adapted to survival outcomes. An application of several IML methods to real data on data on under-5 year mortality of Ghanaian children from the Demographic and Health Surveys (DHS) Program serves as a tutorial or guide for researchers, on how to utilize the techniques in practice to facilitate understanding of model decisions or predictions.


翻译:随着黑箱机器学习模型的普及与快速发展,可解释机器学习(IML)或可解释人工智能(XAI)领域在过去十年中日益重要。这在生存分析中尤为突出:在临床决策、靶向疗法开发、干预措施制定及其他医疗健康相关敏感领域,采用IML技术有助于提升透明度、问责性和公平性。具体而言,可解释性能够揭示生存模型的潜在偏差与局限性,并提供更具数学严谨性的方法,以理解哪些特征影响预测或构成风险因素及其作用机制。然而,由于缺乏可直接使用的IML方法,可能阻碍医疗从业者和公共卫生政策制定者充分利用机器学习预测时间-事件数据的潜力。本文基于通用IML分类框架,对生存分析领域现有有限数量的IML方法研究进行了全面综述。此外,我们详细阐述了如何将个体条件期望(ICE)、部分依赖图(PDP)、累积局部效应(ALE)、多种特征重要性指标及Friedman H交互统计量等常用IML方法适配至生存结果。通过将多种IML方法应用于人口与健康调查(DHS)项目中加纳儿童五岁以下死亡率真实数据的案例研究,为研究者提供了实践指南,以促进对模型决策或预测的理解。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习(Machine Learning)是一个研究计算学习方法的国际论坛。该杂志发表文章,报告广泛的学习方法应用于各种学习问题的实质性结果。该杂志的特色论文描述研究的问题和方法,应用研究和研究方法的问题。有关学习问题或方法的论文通过实证研究、理论分析或与心理现象的比较提供了坚实的支持。应用论文展示了如何应用学习方法来解决重要的应用问题。研究方法论文改进了机器学习的研究方法。所有的论文都以其他研究人员可以验证或复制的方式描述了支持证据。论文还详细说明了学习的组成部分,并讨论了关于知识表示和性能任务的假设。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ml/
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年4月25日
Arxiv
0+阅读 · 2024年4月24日
Arxiv
12+阅读 · 2023年9月21日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Interpretable CNNs for Object Classification
Arxiv
20+阅读 · 2020年3月12日
Learning Implicit Fields for Generative Shape Modeling
Arxiv
11+阅读 · 2018年12月6日
VIP会员
最新内容
俄乌无人机战争的六大启示
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:07
《无人机空中监控:通信实验洞察》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:05
从采集到决策:美军视角下的战术情报范式重构
《履带式无人地面战车技术发展现状》
专知会员服务
6+阅读 · 8月2日
《无人机脆弱性利用:网络空间力量的新域》
专知会员服务
6+阅读 · 8月1日
美空军如何将人工智能从战场部署至后方机关
专知会员服务
13+阅读 · 7月31日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年4月25日
Arxiv
0+阅读 · 2024年4月24日
Arxiv
12+阅读 · 2023年9月21日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Arxiv
31+阅读 · 2021年6月30日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Interpretable CNNs for Object Classification
Arxiv
20+阅读 · 2020年3月12日
Learning Implicit Fields for Generative Shape Modeling
Arxiv
11+阅读 · 2018年12月6日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员