一站式机器学习平台将医疗保健数据转化为见解张政

一站式机器学习平台将医疗保健数据转化为见解

在过去的十年中，医院和其他医疗保健提供者投入了大量的时间和精力来采用电子医疗保健记录，从而将草草书写的医生笔记变成了持久的信息来源。但是收集这些数据还不到成功的一半。将这些记录转换成实际的见解可能需要花费更多的时间和精力，而这些见解会利用过去的经验来为将来的决策提供依据

Cardea是由MIT数据到AI实验室的研究人员和软件工程师构建的软件系统，旨在帮助实现这一目标。通过通过不断增加的一组机器学习模型来扩展医院数据，该系统可以帮助医院计划诸如全球大流行和小规模未出现约会之类的事件。

DAI实验室的首席研究员，麻省理工学院信息与决策系统实验室的首席研究科学家Kalyan Veeramanchaneni说，借助Cardea，医院最终可能能够解决“数百种不同类型的机器学习问题”。因为该框架是开源的，并且使用了可推广的技术，所以它们也可以彼此共享这些解决方案，从而增加了透明度并促进了团队合作。

为人民自动化

Cardea属于自动机器学习或AutoML领域。机器学习正变得越来越普遍，其用途广泛，从药物开发到信用卡欺诈检测。Veeramachaneni说，AutoML的目标是使这些预测工具民主化，从而使人们更容易构建，使用和理解它们。

像Cardea这样的AutoML系统不需要人们设计和编码整个机器学习模型，而是显示现有模型，并说明它们的工作方式和工作方式。然后，用户可以混合和匹配模块以实现其目标，例如去自助餐而不是从头开始做饭。

例如，数据科学家已经构建了许多用于医疗保健的机器学习工具，但是其中大多数工具都不易访问，即使是专家也是如此。LIDS的研究生Sarah Alnegheimish说：“它们被写在纸上，被藏起来了。” 她说，为了建立Cardea，她和她的同事们一直在发掘这些工具并将它们组合在一起，旨在为医院解决问题的人员提供“有力的参考”。

一步步

为了将大量数据转化为有用的预测，Cardea会引导用户通过管道，并在每个步骤中进行选择和保护。首先，它们会被数据汇编器打招呼，该汇编器会吸收它们提供的信息。Cardea可以与快速医疗保健互操作性资源一起使用，FHIR是当前电子医疗记录的行业标准。

Veeramachaneni说，医院在使用FHIR的方式上各有不同，因此Cardea的构建是“无缝地适应不同条件和不同数据集”。如果数据中存在差异，Cardea的数据审核员会指出这些差异，以便将其修复或消除。

接下来，Cardea询问用户他们想找出什么。也许他们想估计一个病人在医院里待多久。Alnegheimish说，就日常医院运营而言，即使是看起来如此小的问题也至关重要，尤其是现在，因为医疗机构在COVID-19大流行期间管理着他们的资源。用户可以在不同的模型之间进行选择，然后软件系统使用数据集和模型从以前的患者那里学习模式，并预测在这种情况下可能发生的情况，从而帮助利益相关者提前进行计划。

目前，Cardea可以帮助解决四种类型的资源分配问题。但是，由于管道集成了许多不同的模型，因此可以轻松地将其适应可能出现的其他情况。随着Cardea的发展，目标是使利益相关者最终能够使用它来“解决医疗保健领域内的任何预测问题，” Alnegheimish说。

该团队在2020年10月举行的IEEE国际数据科学和高级分析国际会议上介绍了描述该系统的论文。研究人员针对一个流行的数据科学平台的用户测试了该系统的准确性，发现该系统的竞争优势超过了90％他们。他们还测试了其功效，要求数据分析师使用Cardea对演示医疗数据集进行预测。他们发现Cardea大大提高了它们的效率—例如，功能工程，分析师说，通常将其平均花费2个小时，而将其花费5分钟。

信任过程

医院工作人员经常要承担高风险，关键的决定。他们必须相信自己在使用过程中使用的任何工具，包括Cardea，这一点至关重要。用户插入一些数字，按一个按钮并获得答案是不够的：“他们应该对模型有所了解，他们应该知道发生了什么，” LIDS的博士后刘冬雨说。

为了提高透明度，Cardea的下一步是模型审核。像所有预测设备一样，机器学习模型也有其优点和缺点。通过布置这些布局，Cardea使用户能够决定是接受该模型的结果，还是从新的模型开始。

Cardea于今年早些时候向公众发布。因为它是开源的，所以欢迎用户集成他们自己的工具。团队还尽力确保该软件系统不仅可用，而且易于理解和使用。Veeramachaneni说，这也将有助于重现性，以便其他人可以理解和检查在使用该软件构建的模型上做出的预测。

Liu说，该团队还计划建立更多的数据可视化工具和解释，以提供更深入的了解，并使非专家更易于访问该软件系统。

Alnegheimish说：“希望人们采用它，并开始为它做出贡献。” “在社区的帮助下，我们可以使它变得更加强大。”

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