Explaining the predictions of complex deep learning models, often referred to as black boxes, is critical in high-stakes domains like healthcare. However, post-hoc model explanations often are not understandable by clinicians and are difficult to integrate into clinical workflow. Further, while most explainable models use individual clinical variables as units of explanation, human understanding often rely on higher-level concepts or feature representations. In this paper, we propose a novel, self-explaining neural network for longitudinal in-hospital mortality prediction using domain-knowledge driven Sequential Organ Failure Assessment (SOFA) organ-specific scores as the atomic units of explanation. We also design a novel procedure to quantitatively validate the model explanations against gold standard discharge diagnosis information of patients. Our results provide interesting insights into how each of the SOFA organ scores contribute to mortality at different timesteps within longitudinal patient trajectory.


翻译:解释复杂的深层次学习模型(通常称为黑盒)的预测,对于保健等高发领域至关重要,然而,临床医生往往无法理解并难以将其纳入临床工作流程。此外,尽管大多数可解释模型使用个别临床变量作为解释单位,但人类理解往往依赖更高层次的概念或特征表述。在本文件中,我们提议建立一个新型的自我解释神经网络,用于医院内纵向死亡率预测,使用由域知识驱动的序列器官衰竭评估(SOFA)特定器官计分作为原子解释单位。我们还设计了一种新的程序,对针对病人金标准排放诊断信息进行定量验证。我们的结果为人们提供了有趣的见解,说明每个SOFA器官在长度病人轨道上的不同时间分数是如何导致死亡率的。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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