論文の概要: Learning Patient Static Information from Time-series EHR and an Approach
for Safeguarding Privacy and Fairness
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.11373v1
- Date: Wed, 20 Sep 2023 14:54:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-21 12:36:56.751631
- Title: Learning Patient Static Information from Time-series EHR and an Approach
for Safeguarding Privacy and Fairness
- Title（参考訳）: 時系列EHRから患者の静的情報を学ぶと、プライバシと公正を守るためのアプローチ
- Authors: Wei Liao, Joel Voldman
- Abstract要約: 医療における機械学習の最近の研究は、患者のプライバシとアルゴリズムの公正性に関する懸念を提起している。
そこで我々は,患者の静的情報を予測するための時系列電子健康記録データの有用性を体系的に検討した。
生の時系列データだけでなく、機械学習モデルから学習した表現も、さまざまな静的情報を予測するためにトレーニングできることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.079694232219292
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent work in machine learning for healthcare has raised concerns about
patient privacy and algorithmic fairness. For example, previous work has shown
that patient self-reported race can be predicted from medical data that does
not explicitly contain racial information. However, the extent of data
identification is unknown, and we lack ways to develop models whose outcomes
are minimally affected by such information. Here we systematically investigated
the ability of time-series electronic health record data to predict patient
static information. We found that not only the raw time-series data, but also
learned representations from machine learning models, can be trained to predict
a variety of static information with area under the receiver operating
characteristic curve as high as 0.851 for biological sex, 0.869 for binarized
age and 0.810 for self-reported race. Such high predictive performance can be
extended to a wide range of comorbidity factors and exists even when the model
was trained for different tasks, using different cohorts, using different model
architectures and databases. Given the privacy and fairness concerns these
findings pose, we develop a variational autoencoder-based approach that learns
a structured latent space to disentangle patient-sensitive attributes from
time-series data. Our work thoroughly investigates the ability of machine
learning models to encode patient static information from time-series
electronic health records and introduces a general approach to protect
patient-sensitive attribute information for downstream tasks.
- Abstract（参考訳）: 医療のための機械学習の最近の研究は、患者のプライバシーとアルゴリズムの公正性に関する懸念を提起している。
例えば、以前の研究では、人種情報を明示的に含まない医療データから患者自己申告人種を予測できることが示されている。
しかし、データ識別の程度は不明であり、そのような情報に最小限の影響を受けているモデルを開発する方法がない。
そこで我々は,患者の静的情報を予測するための時系列電子健康記録データの有用性を体系的に検討した。
その結果, 生の時系列データだけでなく, 機械学習モデルから学習した表現から, 生体性に0.851, 二項化に0.869, 自己報告に0.810の領域で, 様々な静的情報を予測できることがわかった。
このような高い予測性能は、幅広い複合性要因に拡張することができ、モデルが異なるタスクのためにトレーニングされた場合でも、異なるコホートを使用して、異なるモデルアーキテクチャとデータベースを使用して存在します。
これらの知見が生み出すプライバシーと公平性を考えると、私たちは時系列データから患者に敏感な属性を分離する構造化潜在空間を学ぶ変分オートエンコーダベースのアプローチを開発します。
本研究は,患者の静的情報を時系列電子健康記録から符号化する機械学習モデルの能力を徹底的に検討し,下流業務における患者に敏感な属性情報を保護するための一般的なアプローチを提案する。
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