Heterogeneity in medical data, e.g., from data collected at different sites and with different protocols in a clinical study, is a fundamental hurdle for accurate prediction using machine learning models, as such models often fail to generalize well. This paper leverages a recently proposed normalizing-flow-based method to perform counterfactual inference upon a structural causal model (SCM), in order to achieve harmonization of such data. A causal model is used to model observed effects (brain magnetic resonance imaging data) that result from known confounders (site, gender and age) and exogenous noise variables. Our formulation exploits the bijection induced by flow for the purpose of harmonization. We infer the posterior of exogenous variables, intervene on observations, and draw samples from the resultant SCM to obtain counterfactuals. This approach is evaluated extensively on multiple, large, real-world medical datasets and displayed better cross-domain generalization compared to state-of-the-art algorithms. Further experiments that evaluate the quality of confounder-independent data generated by our model using regression and classification tasks are provided.


翻译:医疗数据(例如,不同地点收集的数据和临床研究中不同协议的数据)的异质性,是利用机器学习模型进行准确预测的根本障碍,因为这类模型往往不能很好地概括。本文利用最近提出的一种基于正常流的方法,对结构性因果模型(SCM)进行反事实推论,以便统一这些数据。一个因果模型用于模拟已知混凝土(地点、性别和年龄)和外源噪音变量产生的观测效应(脑磁共振成像数据)和外源噪音变量。我们的配方为协调目的利用流动产生的双射线。我们推断外源变量的外源外源外源外源变量的外源,对观测进行干预,并从结果的SCM中抽取样本,以获取相反事实。这一方法在多个大型实际世界医学数据集上进行了广泛评价,并展示了与最新算法相比更好的交叉概括。还进行了进一步实验,以评价我们模型利用回归和分类任务生成的相依赖的数据的质量。

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
因果推断,Causal Inference:The Mixtape
专知会员服务
104+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
50+阅读 · 2021年8月8日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
193+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】免费书(草稿):数据科学的数学基础
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年10月1日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月11日
Arxiv
12+阅读 · 2021年6月29日
Arxiv
110+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
3+阅读 · 2018年6月18日
Arxiv
3+阅读 · 2018年3月2日
VIP会员
相关VIP内容
因果推断,Causal Inference:The Mixtape
专知会员服务
104+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
50+阅读 · 2021年8月8日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
193+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】免费书(草稿):数据科学的数学基础
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年10月1日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员