Prevendo o Tratamento da Tuberculose Resistente a Medicamentos: Avaliação Controlada por Vazamento de Análise Topológica de Dados

O que aconteceu

Perguntamos que estrutura topológica adiciona a um modelo de predição clínica e como essa adição deve ser medida. A predição do resultado do tratamento da tuberculose resistente ao fármaco (DR-TB) é o leito de teste. A contribuição é um desenho de avaliação e um resultado nulo limitado. Os registros transversais de 9210 pacientes do programa NIAID TB Portals foram cotejados para uma fileira por paciente por pior agregação de casos, dando um esquema clínico de 99 recursos. Derivamos duas representações topológicas. Um gráfico Mapper, construído sobre uma lente UMAP sobre uma dissimilaridade Gower, forneceu quatro características de posição de vizinhança. Vietoris local - Rips homologia persistente na vizinhança de 26 pontos de cada paciente fornecido graus 0 e graus 1 resumos, vetorializados pelo melhor de treze métodos catalogados. Comparamos cinco configurações de recursos em quatro classificadores em um pipeline em que cada etapa topológica é instalada dentro da partição de treinamento. Uma caixa de teste selada de 1776 pacientes, 463 deles com desfechos adversos, foi aberta uma vez. Comparamos a discriminação pela área sob a curva característica de operação do receptor (AUROC) utilizando testes pareados de DeLong com correção de Bonferroni (limiar corrigido 0,0125). Nenhuma configuração topologicamente aumentada melhorou significativamente o lockbox AUROC sobre a linha de base clínica somente sob qualquer classificador. O melhor AUROC foi 0,7548, alcançado pela linha de base com XGBoost. Em todas as 16 comparações, o limite de confiança superior de 95% nunca ultrapassou +0,014 AUROC. Cinco comparações atingiram o limiar corrigido. Quatro favoreceram a linha de base, e um, sob a máquina vetorial de suporte, favoreceu o modelo aumentado por um AUROC insignificante +0,0005. As mesmas características suportaram estratificação de risco baseada na vizinhança e revelaram variação na composição de resultados adversos entre os bairros dos pacientes: a pureza de resultados adversos variou de 5,9% a 30,5% entre os quinze maiores nódulos de Mapper, estávelmente sob reamostragem. Os achados corroboram um enquadramento complementar da análise topológica dos dados na predição clínica. As características topológicas são mais bem entendidas não como substitutos para preditores clínicos, mas como lente analítica que revela estrutura geométrica na população de pacientes não capturada pela representação de características clínicas isoladamente.