論文の概要: Improving Generalizability of Hip Fracture Risk Prediction via Domain Adaptation Across Multiple Cohorts
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.17962v1
- Date: Fri, 20 Feb 2026 03:37:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-23 18:01:41.216776
- Title: Improving Generalizability of Hip Fracture Risk Prediction via Domain Adaptation Across Multiple Cohorts
- Title(参考訳): 複数のコホート間の領域適応によるヒップフラクチャーリスク予測の一般化性の向上
- Authors: Shuo Sun, Meiling Zhou, Chen Zhao, Joyce H. Keyak, Nancy E. Lane, Jeffrey D. Deng, Kuan-Jui Su, Hui Shen, Hong-Wen Deng, Kui Zhang, Weihua Zhou,
- Abstract要約: 我々は,3つの大コホートにまたがる臨床およびDXA由来の特徴の共有セットを用いて,3つのドメイン適応法の性能評価を行った。
男性のみのソースコホートでは、ドメイン適応法は非適応ベースラインよりも一貫して性能が向上した。
結果のないアプローチにより、現実的な展開条件下でのモデル選択が可能となり、股関節骨折リスク予測におけるモデルの一般化が向上する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.756482189835566
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Clinical risk prediction models often fail to be generalized across cohorts because underlying data distributions differ by clinical site, region, demographics, and measurement protocols. This limitation is particularly pronounced in hip fracture risk prediction, where the performance of models trained on one cohort (the source cohort) can degrade substantially when deployed in other cohorts (target cohorts). We used a shared set of clinical and DXA-derived features across three large cohorts - the Study of Osteoporotic Fractures (SOF), the Osteoporotic Fractures in Men Study (MrOS), and the UK Biobank (UKB), to systematically evaluate the performance of three domain adaptation methods - Maximum Mean Discrepancy (MMD), Correlation Alignment (CORAL), and Domain - Adversarial Neural Networks (DANN) and their combinations. For a source cohort with males only and a source cohort with females only, domain-adaptation methods consistently showed improved performance than the no-adaptation baseline (source-only training), and the use of combinations of multiple domain adaptation methods delivered the largest and most stable gains. The method that combines MMD, CORAL, and DANN achieved the highest discrimination with the area under curve (AUC) of 0.88 for a source cohort with males only and 0.95 for a source cohort with females only), demonstrating that integrating multiple domain adaptation methods could produce feature representations that are less sensitive to dataset differences. Unlike existing methods that rely heavily on supervised tuning or assume known outcomes of samples in target cohorts, our outcome-free approaches enable the model selection under realistic deployment conditions and improve generalization of models in hip fracture risk prediction.
- Abstract(参考訳): 臨床リスク予測モデルは、臨床現場、地域、人口統計、測定プロトコルによって基礎となるデータ分布が異なるため、コホート全体で一般化されないことが多い。
この制限は、特に股関節骨折リスク予測において顕著であり、あるコホート(ソースコホート)で訓練されたモデルの性能は、他のコホート(ターゲットコホート)に配備されたときに著しく低下する。
われわれは3つの大コホート(SOF),MrOS(MrOS),UKB(UK Biobank)の3つの骨粗しょう性骨折(SOF),MrOS(MrOS),UK(UK Biobank)の3つの臨床およびDXA由来の特徴を共有し,最大平均差(MMD),相関アライメント(CORAL),Domain-Adversarial Neural Networks(DANN)およびそれらの組み合わせのパフォーマンスを体系的に評価した。
男性のみのソースコホートと女性のみのソースコホートでは、ドメイン適応法は、非適応ベースライン(ソースのみのトレーニング)よりも一貫してパフォーマンスが向上し、複数のドメイン適応法の組み合わせを使うことで、最大かつ最も安定したゲインを実現した。
MMD、Coral、DANNを組み合わせたこの手法は、男性のみのソースコホートに対して0.88の曲線(AUC)、女性のみのソースコホートに対して0.95の曲線(AUC)に対する最も高い評価を達成し、複数のドメイン適応手法を統合することで、データセットの違いに敏感でない特徴表現を生成できることを示した。
対象コホートにおけるサンプルの教師付きチューニングや既知の結果の仮定に大きく依存する既存の手法とは異なり,本手法は現実的な展開条件下でのモデル選択を可能にし,股関節骨折リスク予測におけるモデルの一般化を向上する。
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