論文の概要: An Interpretable AI Tool for SAVR vs TAVR in Low to Intermediate Risk Patients with Severe Aortic Stenosis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.10308v1
- Date: Thu, 11 Dec 2025 05:54:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-12 16:15:42.206279
- Title: An Interpretable AI Tool for SAVR vs TAVR in Low to Intermediate Risk Patients with Severe Aortic Stenosis
- Title(参考訳): 重症大動脈狭窄症患者に対するSAVR対TAVRの解釈可能なAIツール
- Authors: Vasiliki Stoumpou, Maciej Tysarowski, Talhat Azemi, Jawad Haider, Howard L. Haronian, Robert C. Hagberg, Dimitris Bertsimas,
- Abstract要約: 我々は、予測マッチング、偽結果モデリング、最適ポリシーツリー(OPT)を統合した解釈可能な規範的フレームワークを導入する。
OPT処方薬が適用されれば、5年間の死亡率はハートフォードでは20.3%、セントビンセントでは13.8%と推定された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.1857591443934816
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Background. Treatment selection for low to intermediate risk patients with severe aortic stenosis between surgical (SAVR) and transcatheter (TAVR) aortic valve replacement remains variable in clinical practice, driven by patient heterogeneity and institutional preferences. While existing models predict postprocedural risk, there is a lack of interpretable, individualized treatment recommendations that directly optimize long-term outcomes. Methods. We introduce an interpretable prescriptive framework that integrates prognostic matching, counterfactual outcome modeling, and an Optimal Policy Tree (OPT) to recommend the treatment minimizing expected 5-year mortality. Using data from Hartford Hospital and St. Vincent's Hospital, we emulate randomization via prognostic matching and sample weighting and estimate counterfactual mortality under both SAVR and TAVR. The policy model, trained on these counterfactual predictions, partitions patients into clinically coherent subgroups and prescribes the treatment associated with lower estimated risk. Findings. If the OPT prescriptions are applied, counterfactual evaluation showed an estimated reduction in 5-year mortality of 20.3\% in Hartford and 13.8\% in St. Vincent's relative to real-life prescriptions, showing promising generalizability to unseen data from a different institution. The learned decision boundaries aligned with real-world outcomes and clinical observations. Interpretation. Our interpretable prescriptive framework is, to the best of our knowledge, the first to provide transparent, data-driven recommendations for TAVR versus SAVR that improve estimated long-term outcomes both in an internal and external cohort, while remaining clinically grounded and contributing toward a more systematic and evidence-based approach to precision medicine in structural heart disease.
- Abstract(参考訳): 背景。
外科的 (SAVR) と経カテーテル的 (TAVR) 大動脈弁置換術 (TAVR) を併用した重症大動脈狭窄患者の治療選択は, 患者の異質性や機関的嗜好により, 臨床実践においても変化がみられた。
既存のモデルは、手続き後のリスクを予測する一方で、長期的な結果を直接最適化する解釈可能な個別化された治療勧告が欠如している。
メソッド。
本稿では,予測5年間の死亡を最小化する治療を推奨するために,予後マッチング,偽結果モデリング,最適ポリシーツリー(OPT)を統合した解釈可能な規範的フレームワークを提案する。
ハートフォード病院とセントビンセント病院のデータを用いて, 予後整合とサンプル重み付けによるランダム化をエミュレートし, SAVRとTAVRの双方で偽物死亡を推定する。
これらの偽造予測に基づいて訓練された政策モデルは、患者を臨床的に一貫性のあるサブグループに分割し、予測されるリスクの低い治療を処方する。
発見。
OPT処方薬を適用すれば、ハートフォードでは5年間の死亡率は20.3\%、サン・ヴィンセントでは13.8\%と推定され、別の機関から見つからないデータに対して有望な一般化性を示している。
学習された決定境界は、現実世界の結果と臨床観察と一致している。
解釈。
我々の解釈可能な規範的枠組みは、私たちの知る限り、内部と外部のコホートの両方において予測された長期的な結果を改善するためのTAVR対SAVRの透過的でデータ駆動的な勧告を初めて提供し、同時に臨床基盤を保ち、構造心疾患におけるより体系的でエビデンスに基づく精密医療へのアプローチへの貢献である。
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