論文の概要: Impact of Leakage on Data Harmonization in Machine Learning Pipelines in Class Imbalance Across Sites

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.19643v2
• Date: Mon, 28 Oct 2024 13:26:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-29 12:23:13.860650
• Title: Impact of Leakage on Data Harmonization in Machine Learning Pipelines in Class Imbalance Across Sites
• Title（参考訳）: クラス不均衡地域の機械学習パイプラインにおける漏洩がデータ調和に及ぼす影響
• Authors: Nicolás Nieto, Simon B. Eickhoff, Christian Jung, Martin Reuter, Kersten Diers, Malte Kelm, Artur Lichtenberg, Federico Raimondo, Kaustubh R. Patil,
• Abstract要約: 我々は,クラスバランスがサイト間で等しくないシナリオにおいて,ComBatベースのデータ調和手法の有効性について検討した。 ターゲットラベルを装いながらデータを調和させる新しいアプローチであるPrettYharmonizeを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19348290147402303
• License:
• Abstract: Machine learning (ML) models benefit from large datasets. Collecting data in biomedical domains is costly and challenging, hence, combining datasets has become a common practice. However, datasets obtained under different conditions could present undesired site-specific variability. Data harmonization methods aim to remove site-specific variance while retaining biologically relevant information. This study evaluates the effectiveness of popularly used ComBat-based methods for harmonizing data in scenarios where the class balance is not equal across sites. We find that these methods struggle with data leakage issues. To overcome this problem, we propose a novel approach PrettYharmonize, designed to harmonize data by pretending the target labels. We validate our approach using controlled datasets designed to benchmark the utility of harmonization. Finally, using real-world MRI and clinical data, we compare leakage-prone methods with PrettYharmonize and show that it achieves comparable performance while avoiding data leakage, particularly in site-target-dependence scenarios.
• Abstract（参考訳）: 機械学習(ML)モデルは大きなデータセットの恩恵を受ける。 バイオメディカルドメインでデータを収集するのは費用がかかり難いため、データセットを組み合わせることが一般的な慣行となっている。 しかし、異なる条件下で得られたデータセットは、望ましくないサイト固有の変動を示す可能性がある。 データ調和法は, 生体情報を保持しながら, サイト固有の分散を除去することを目的としている。 本研究では,クラスバランスがサイト間で等しくないシナリオにおいて,ComBatをベースとしたデータ調和手法の有効性を評価する。 これらの手法は,データ漏洩問題に対処する。 この問題を解決するために,ターゲットラベルを装いながらデータを調和させる新しいアプローチであるPrettYharmonizeを提案する。 ハーモニゼーションの実用性をベンチマークするために設計された制御データセットを用いて、我々のアプローチを検証する。 最後に、実世界のMRIと臨床データを用いて、PrettYharmonizeと比較し、特にサイト-ターゲット-依存性シナリオにおいて、データ漏洩を避けながら同等の性能を発揮することを示す。

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