論文の概要: Towards a Post-Market Monitoring Framework for Machine Learning-based
Medical Devices: A case study
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.11463v1
- Date: Mon, 20 Nov 2023 00:15:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-21 20:20:17.100818
- Title: Towards a Post-Market Monitoring Framework for Machine Learning-based
Medical Devices: A case study
- Title(参考訳): 機械学習を用いた医療機器のポストマーケットモニタリングフレームワークに向けて:―ケーススタディ―
- Authors: Jean Feng, Adarsh Subbaswamy, Alexej Gossmann, Harvineet Singh,
Berkman Sahiner, Mi-Ok Kim, Gene Pennello, Nicholas Petrick, Romain
Pirracchio, Fan Xia
- Abstract要約: パフォーマンス監視は、機械学習アルゴリズムの安全性と有効性を保証するために重要である。
主な決定の1つは、現実世界(観測)と介入データの両方を選択することである。
術後の吐き気・吐き気に対するMLに基づくリスク予測アルゴリズムの検討を事例として検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.329470650220206
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: After a machine learning (ML)-based system is deployed in clinical practice,
performance monitoring is important to ensure the safety and effectiveness of
the algorithm over time. The goal of this work is to highlight the complexity
of designing a monitoring strategy and the need for a systematic framework that
compares the multitude of monitoring options. One of the main decisions is
choosing between using real-world (observational) versus interventional data.
Although the former is the most convenient source of monitoring data, it
exhibits well-known biases, such as confounding, selection, and missingness. In
fact, when the ML algorithm interacts with its environment, the algorithm
itself may be a primary source of bias. On the other hand, a carefully designed
interventional study that randomizes individuals can explicitly eliminate such
biases, but the ethics, feasibility, and cost of such an approach must be
carefully considered. Beyond the decision of the data source, monitoring
strategies vary in the performance criteria they track, the interpretability of
the test statistics, the strength of their assumptions, and their speed at
detecting performance decay. As a first step towards developing a framework
that compares the various monitoring options, we consider a case study of an
ML-based risk prediction algorithm for postoperative nausea and vomiting
(PONV). Bringing together tools from causal inference and statistical process
control, we walk through the basic steps of defining candidate monitoring
criteria, describing potential sources of bias and the causal model, and
specifying and comparing candidate monitoring procedures. We hypothesize that
these steps can be applied more generally, as causal inference can address
other sources of biases as well.
- Abstract(参考訳): 機械学習(ML)ベースのシステムが臨床実践に配備された後、パフォーマンスモニタリングはアルゴリズムの安全性と有効性を確保するために重要である。
この研究の目的は、監視戦略の設計の複雑さと、多数の監視オプションを比較する体系的なフレームワークの必要性を強調することである。
主な決定の1つは、現実世界(観測)と介入データの両方を選択することである。
前者は最も便利なモニタリングデータソースであるが、欠点、選択、欠如など、よく知られたバイアスを示す。
実際、MLアルゴリズムが環境と相互作用する場合、アルゴリズム自体がバイアスの主な原因になる可能性がある。
一方で、個人をランダム化するための注意深く設計された介入研究は、そのバイアスを明示的に排除することができるが、そのようなアプローチの倫理、実現可能性、コストを慎重に検討する必要がある。
データソースの決定以外にも、追跡するパフォーマンス基準、テスト統計の解釈可能性、仮定の強さ、パフォーマンス劣化を検出する速度など、監視戦略は様々である。
各種モニタリングオプションを比較するフレームワークを開発するための第一歩として,術後の吐き気・吐き気(PONV)に対するMLベースのリスク予測アルゴリズムを事例として検討する。
因果推論と統計的プロセス制御のツールを組み合わせて、候補監視基準を定義し、潜在的なバイアス源と因果モデルを説明し、候補監視手順を特定して比較する。
因果推論は他のバイアス源にも対処できるため、これらのステップはより一般的に適用できるという仮説を立てる。
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