互联网交付的心理治疗(IDPT)被视为一种有效且可扩展的途径,以改善心理医疗保健的可达性。在这种情况下,由于更加传统的干预措施,因此由于医疗保健专业人员与患者之间的互动减少而应对地址的挑战是特别相关的挑战。同时,使用人民个人数据时,尤其是在数字球体中的越来越多的规定。在此类规定中,数据最小化通常是核心租户,例如在一般数据保护条例(GDPR)内。因此,这项工作提出了一种深入学习方法来执行自动遵守预测,同时仅依赖于最敏感的登录/注销数据。该方法在包含接受互联网交付的认知行为治疗(G-ICBT)治疗的342名患者的数据集上进行测试。当仅经过1/3的治疗持续时间,所提出的自我注意网络实现了超过70%的平均平衡准确性。因此,本研究表明,G-ICBT的自动遵守预测,只能使用最小敏感的数据来实现,从而促进了在现实世界IDPT平台中实现了这些工具。
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A significant level of stigma and inequality exists in mental healthcare, especially in under-served populations, which spreads through collected data. When not properly accounted for, machine learning (ML) models learned from data can reinforce the structural biases already present in society. Here, we present a systematic study of bias in ML models designed to predict depression in four different case studies covering different countries and populations. We find that standard ML approaches show regularly biased behaviors. However, we show that standard mitigation techniques, and our own post-hoc method, can be effective in reducing the level of unfair bias. We provide practical recommendations to develop ML models for depression risk prediction with increased fairness and trust in the real world. No single best ML model for depression prediction provides equality of outcomes. This emphasizes the importance of analyzing fairness during model selection and transparent reporting about the impact of debiasing interventions.
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本文确定了数据驱动系统中的数据最小化和目的限制的两个核心数据保护原理。虽然当代数据处理实践似乎与这些原则的赔率达到差异,但我们证明系统可以在技术上使用的数据远远少于目前的数据。此观察是我们详细的技术法律分析的起点,揭示了妨碍了妨碍了实现的障碍,并举例说明了在实践中应用数据保护法的意外权衡。我们的分析旨在向辩论提供关于数据保护对欧盟人工智能发展的影响,为数据控制员,监管机构和研究人员提供实际行动点。
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本文介绍了一种使用旨在解决现实世界应用中CDSS的低适用性和可扩展性问题的数据驱动的预测模型来构建一致和适用的临床决策支持系统(CDSS)的方法。该方法基于域特定和数据驱动的支持程序的三种特定于域和数据驱动的支持程序,该程序将被纳入临床业务流程,具有更高的信任和预测结果和建议的解释性。在考虑的三个阶段,监管策略,数据驱动模式和解释程序被集成,以实现与决策者的自然域特定的互动,具有智能决策支持焦点的连续缩小。该提出的方法能够实现更高水平的自动化,可扩展性和CDSS的语义解释性。该方法是在软件解决方案中实现的,并在T2DM预测中进行了测试,使我们能够改善已知的临床尺度(例如FindRisk),同时保持与现有应用程序类似的特定问题的推理界面。这种继承与三分阶段的方法一起提供了更高的解决方案兼容性,并导致数据驱动的解决方案在现实案件中的信任,有效和解释应用。
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机器学习(ML)越来越多地用于支持高风险的决策,这是由于其相对于人类评估的优势预测能力的承诺而欠的趋势。但是,决策目标与观察到的作为训练ML模型的标签的结果中捕获的内容之间经常存在差距。结果,机器学习模型可能无法捕获决策标准的重要维度,从而阻碍了他们的决策支持。在这项工作中,我们探讨了历史专家决策作为组织信息系统中通常可用的丰富(但不完美)的信息来源,并表明它可以利用它来弥合决策目标与算法目标之间的差距。当数据中的每个案例都由单个专家评估并提出基于影响函数的方法作为解决此问题的解决方案时,我们会间接考虑估计专家一致性的问题。然后,我们将估计的专家一致性通过培训时间标签合并方法纳入预测模型。这种方法使ML模型可以在有推断的专家一致性和观察标签的情况下向专家学习。我们还提出了通过混合和延期模型来利用推断一致性的替代方法。在我们的经验评估中,专注于儿童虐待热线筛查的背景下,我们表明(1)有一些高风险案例,其风险是专家考虑的,但在目标标签中没有完全捕获用于培训已部署模型和培训的目标标签(2)提出的方法可显着提高这些情况的精度。
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COVID-19的大流行提出了对多个领域决策者的流行预测的重要性,从公共卫生到整个经济。虽然预测流行进展经常被概念化为类似于天气预测,但是它具有一些关键的差异,并且仍然是一项非平凡的任务。疾病的传播受到人类行为,病原体动态,天气和环境条件的多种混杂因素的影响。由于政府公共卫生和资助机构的倡议,捕获以前无法观察到的方面的丰富数据来源的可用性增加了研究的兴趣。这尤其是在“以数据为中心”的解决方案上进行的一系列工作,这些解决方案通过利用非传统数据源以及AI和机器学习的最新创新来增强我们的预测能力的潜力。这项调查研究了各种数据驱动的方法论和实践进步,并介绍了一个概念框架来导航它们。首先,我们列举了与流行病预测相关的大量流行病学数据集和新的数据流,捕获了各种因素,例如有症状的在线调查,零售和商业,流动性,基因组学数据等。接下来,我们将讨论关注最近基于数据驱动的统计和深度学习方法的方法和建模范式,以及将机械模型知识域知识与统计方法的有效性和灵活性相结合的新型混合模型类别。我们还讨论了这些预测系统的现实部署中出现的经验和挑战,包括预测信息。最后,我们重点介绍了整个预测管道中发现的一些挑战和开放问题。
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随着AI系统表现出越来越强烈的预测性能,它们的采用已经在许多域中种植。然而,在刑事司法和医疗保健等高赌场域中,由于安全,道德和法律问题,往往是完全自动化的,但是完全手工方法可能是不准确和耗时的。因此,对研究界的兴趣日益增长,以增加人力决策。除了为此目的开发AI技术之外,人民AI决策的新兴领域必须采用实证方法,以形成对人类如何互动和与AI合作做出决定的基础知识。为了邀请和帮助结构研究努力了解理解和改善人为 - AI决策的研究,我们近期对本课题的实证人体研究的文献。我们总结了在三个重要方面的100多篇论文中的研究设计选择:(1)决定任务,(2)AI模型和AI援助要素,以及(3)评估指标。对于每个方面,我们总结了当前的趋势,讨论了现场当前做法中的差距,并列出了未来研究的建议。我们的调查强调了开发共同框架的需要考虑人类 - AI决策的设计和研究空间,因此研究人员可以在研究设计中进行严格的选择,研究界可以互相构建并产生更广泛的科学知识。我们还希望这项调查将成为HCI和AI社区的桥梁,共同努力,相互塑造人类决策的经验科学和计算技术。
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如今,人工智能(AI)已成为临床和远程医疗保健应用程序的基本组成部分,但是最佳性能的AI系统通常太复杂了,无法自我解释。可解释的AI(XAI)技术被定义为揭示系统的预测和决策背后的推理,并且在处理敏感和个人健康数据时,它们变得更加至关重要。值得注意的是,XAI并未在不同的研究领域和数据类型中引起相同的关注,尤其是在医疗保健领域。特别是,许多临床和远程健康应用程序分别基于表格和时间序列数据,而XAI并未在这些数据类型上进行分析,而计算机视觉和自然语言处理(NLP)是参考应用程序。为了提供最适合医疗领域表格和时间序列数据的XAI方法的概述,本文提供了过去5年中文献的审查,说明了生成的解释的类型以及为评估其相关性所提供的努力和质量。具体而言,我们确定临床验证,一致性评估,客观和标准化质量评估以及以人为本的质量评估作为确保最终用户有效解释的关键特征。最后,我们强调了该领域的主要研究挑战以及现有XAI方法的局限性。
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目的:我们研究使用机器学习(ML)模型的可解释的累入预测,并在预测能力,稀疏性和公平性方面分析性能。与以前的作品不同,本研究列举了输出概率而不是二进制预测的可解释模型,并使用定量公平定义来评估模型。本研究还研究了模型是否可以横跨地理位置概括。方法:我们在佛罗里达州和肯塔基州的两个不同的刑事核查数据集上生成了黑盒和可解释的ML模型。我们将这些模型的预测性能和公平与目前用于司法系统中使用的两种方法进行了比较,以预测审前常规率:Arnold PSA和Compas。我们评估了所有模型的预测性能,可以在两次跨越两次预测六种不同类型犯罪的模型。结果:几种可解释的ML模型可以预测常规和黑盒ML模型,比Compas或Arnold PSA更准确。这些模型在实践中可能有用。类似于Arnold PSA,这些可解释模型中的一些可以作为一个简单的表格写入。其他可以使用一组可视化显示。我们的地理分析表明ML模型应分开培训,以便单独的位置并随时间更新。我们还为可​​解释模型提供了公平分析。结论:可解释的机器学习模型可以在预测准确性和公平性方面表现,也可以表现,也可以表现,也可以执行不可解释的方法和目前使用的风险评估尺度。机器学习模型对于单独培训,可以更准确地进行不同的位置,并保持最新。
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人类服务系统做出关键决策,影响社会中的个人。美国儿童福利系统做出了这样的决定,从筛查热线报告的报告报告,涉嫌虐待或忽视儿童保护性调查,使儿童接受寄养,再到将儿童返回永久家庭环境。这些对儿童生活的复杂而有影响力的决定取决于儿童福利决策者的判断。儿童福利机构一直在探索使用包括机器学习(ML)的经验,数据信息的方法来支持这些决策的方法。本文描述了ML支持儿童福利决策的概念框架。 ML框架指导儿童福利机构如何概念化ML可以解决的目标问题;兽医可用的管理数据用于构建ML;制定和开发ML规格,以反映机构正在进行的相关人群和干预措施;随着时间的流逝,部署,评估和监视ML作为儿童福利环境,政策和实践变化。道德考虑,利益相关者的参与以及避免框架的影响和成功的共同陷阱。从摘要到具体,我们描述了该框架的一种应用,以支持儿童福利决策。该ML框架虽然以儿童福利为中心,但可以推广用于解决其他公共政策问题。
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业务分析(BA)的广泛采用带来了财务收益和提高效率。但是,当BA以公正的影响为决定时,这些进步同时引起了人们对法律和道德挑战的不断增加。作为对这些关注的回应,对算法公平性的新兴研究涉及算法输出,这些算法可能会导致不同的结果或其他形式的对人群亚组的不公正现象,尤其是那些在历史上被边缘化的人。公平性是根据法律合规,社会责任和效用是相关的;如果不充分和系统地解决,不公平的BA系统可能会导致社会危害,也可能威胁到组织自己的生存,其竞争力和整体绩效。本文提供了有关算法公平的前瞻性,注重BA的评论。我们首先回顾有关偏见来源和措施的最新研究以及偏见缓解算法。然后,我们对公用事业关系的详细讨论进行了详细的讨论,强调经常假设这两种构造之间经常是错误的或短视的。最后,我们通过确定企业学者解决有效和负责任的BA的关键的有影响力的公开挑战的机会来绘制前进的道路。
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Pretrained transformer models have achieved state-of-the-art results in many tasks and benchmarks recently. Many state-of-the-art Language Models (LMs), however, do not scale well above the threshold of 512 input tokens. In specialized domains though (such as legal, scientific or biomedical), models often need to process very long text (sometimes well above 10000 tokens). Even though many efficient transformers have been proposed (such as Longformer, BigBird or FNet), so far, only very few such efficient models are available for specialized domains. Additionally, since the pretraining process is extremely costly in general - but even more so as the sequence length increases - it is often only in reach of large research labs. One way of making pretraining cheaper is the Replaced Token Detection (RTD) task, by providing more signal during training, since the loss can be computed over all tokens. In this work, we train Longformer models with the efficient RTD task on legal data to showcase that pretraining efficient LMs is possible using much less compute. We evaluate the trained models on challenging summarization tasks requiring the model to summarize long texts to show to what extent the models can achieve good performance on downstream tasks. We find that both the small and base models outperform their baselines on the in-domain BillSum and out-of-domain PubMed tasks in their respective parameter range. We publish our code and models for research purposes.
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在数字治疗干预的背景下,例如互联网交付的认知行为治疗(ICBT)用于治疗抑郁和焦虑,广泛的研究表明,人类支持者或教练的参与如何协助接受治疗的人,改善用户参与治疗并导致更有效的健康结果而不是不受支持的干预措施。该研究旨在最大限度地提高这一人类支持的影响和结果,研究了通过AI和机器学习领域(ML)领域的最新进展提供的新机遇如何有助于有效地支持ICBT支持者的工作实践。本文报告了采访研究的详细调查结果,与15个ICBT支持者加深了解其现有的工作实践和信息需求,旨在有意义地向抑郁和焦虑治疗的背景下提供有用,可实现的ML申请。分析贡献(1)一组六个主题,总结了ICBT支持者在为其精神卫生客户提供有效,个性化反馈方面的策略和挑战;并回应这些学习,(2)对于ML方法如何帮助支持和解决挑战和信息需求,为每个主题提供具体机会。它依赖于在支持者LED客户审查实践中引入新的机器生成的数据见解的潜在社会,情感和务实含义的思考。
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对心理健康支持的需求不断增长,强调了对话代理在全球和中国作为人类支持者的重要性。这些代理可以增加可用性并降低心理健康支持的相对成本。提供的支持可以分为两种主要类型:认知和情感支持。关于该主题的现有工作主要集中在采用认知行为疗法(CBT)原理的构造药物上。此类代理根据预定义的模板和练习来运行,以提供认知支持。但是,使用此类药物对情绪支持的研究是有限的。此外,大多数建设的代理商都以英语运作,强调了在中国进行此类研究的重要性。在这项研究中,我们分析了表情符疾病在减少精神痛苦症状方面的有效性。 Emohaa是一种对话剂,通过基于CBT的练习和指导性对话提供认知支持。它还通过使用户能够发泄所需的情绪问题来支持情感上的支持。该研究包括134名参与者,分为三组:Emohaa(基于CBT),Emohaa(Full)和控制。实验结果表明,与对照组相比,使用Emohaa的参与者在精神困扰症状方面的改善得到了更大的改善。我们还发现,添加情感支持剂对这种改善,主要是抑郁和失眠有互补的影响。根据获得的结果和参与者对平台的满意,我们得出结论,Emohaa是减少精神困扰的实用和有效工具。
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抗微生物抗性(AMR)是日益增长的公共卫生威胁,估计每年造成超过1000万人死亡,在现状预测下,到2050年,全球经济损失了100万亿美元。这些损失主要是由于治疗失败的发病率和死亡率增加,医疗程序中的AMR感染以及归因于AMR的生活质量损失所致。已经提出了许多干预措施来控制AMR的发展并减轻其传播带来的风险。本文回顾了细菌AMR管理和控制的关键方面,这些方面可以利用人工智能,机器学习以及数学和统计建模等数据技术,这些领域在本世纪已经快速发展。尽管数据技术已成为生物医学研究的组成部分,但它们对AMR管理的影响仍然很小。我们概述了使用数据技术来打击AMR,详细介绍了四个互补类别的最新进展:监视,预防,诊断和治疗。我们在生物医学研究,临床实践和“一个健康”背景下使用数据技术提供了有关当前AMR控制方法的概述。我们讨论了数据技术的潜在影响和挑战在高收入和中等收入国家中面临的实施,并建议将这些技术更容易地整合到医疗保健和公共卫生中所需的具体行动,并建议使用具体的行动部门。
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This report summarises the outcomes of a systematic literature search to identify Bayesian network models used to support decision making in healthcare. After describing the search methodology, the selected research papers are briefly reviewed, with the view to identify publicly available models and datasets that are well suited to analysis using the causal interventional analysis software tool developed in Wang B, Lyle C, Kwiatkowska M (2021). Finally, an experimental evaluation of applying the software on a selection of models is carried out and preliminary results are reported.
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数字化和自动化方面的快速进步导致医疗保健的加速增长,从而产生了新型模型,这些模型正在创造新的渠道,以降低成本。 Metaverse是一项在数字空间中的新兴技术,在医疗保健方面具有巨大的潜力,为患者和医生带来了现实的经验。荟萃分析是多种促成技术的汇合,例如人工智能,虚拟现实,增强现实,医疗设备,机器人技术,量子计算等。通过哪些方向可以探索提供优质医疗保健治疗和服务的新方向。这些技术的合并确保了身临其境,亲密和个性化的患者护理。它还提供自适应智能解决方案,以消除医疗保健提供者和接收器之间的障碍。本文对医疗保健的荟萃分析提供了全面的综述,强调了最新技术的状态,即采用医疗保健元元的能力技术,潜在的应用程序和相关项目。还确定了用于医疗保健应用的元元改编的问题,并强调了合理的解决方案作为未来研究方向的一部分。
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我们寻求基于8,380临床验证样品的咳嗽声,评估Covid-19的快速初级筛查工具的检测性能,从8,380临床验证的样品进行实验室分子测试(2,339 Covid-19阳性和6,041个Covid-19负面)。根据患者的定量RT-PCR(QRT-PCR)分析,循环阈值和淋巴细胞计数,根据结果和严重程度临床标记样品。我们所提出的通用方法是一种基于经验模式分解(EMD)的算法,其随后基于音频特征的张量和具有称为Deplecough的卷积层的深层人工神经网络分类器的分类。基于张量尺寸的数量,即DepeCough2D和DeepCOUGH3D,两种不同版本的深度。这些方法已部署在多平台概念验证Web应用程序CoughDetect中以匿名管理此测试。 Covid-19识别结果率达到了98.800.83%,敏感性为96.431.85%的有前途的AUC(面积),特异性为96.201.74%,81.08%5.05%AUC,用于识别三个严重程度。我们提出的Web工具和支持稳健,快速,需要Covid-19的需求识别的基础算法有助于快速检测感染。我们认为,它有可能大大妨碍世界各地的Covid-19大流行。
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入院后护理管理协调患者的转诊,以改善从医院出院,尤其是老年人和长期患者。在护理管理环境中,健康转诊是由托管护理组织(MCO)的专业部门处理的,该部门与许多其他实体进行互动,包括住院医院,保险公司和入院后护理提供者。在本文中,提出了一个机器学习引导的离散事件仿真框架,以改善健康推荐处理。开发了基于随机福雷林的预测模型来预测LOS和推荐类型。构建了两个仿真模型,以代表转介处理系统和智能系统的AS配置,分别合并了预测功能。通过将推荐处理系统的预测模块合并以计划和优先级推荐,在减少平均转介创建延迟时间方面增强了整体性能。这项研究将强调放电后护理管理在改善健康质量和降低相关成本方面的作用。此外,本文演示了如何使用集成系统工程方法来改进复杂的医疗系统的过程。
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Tuberculosis (TB), an infectious bacterial disease, is a significant cause of death, especially in low-income countries, with an estimated ten million new cases reported globally in $2020$. While TB is treatable, non-adherence to the medication regimen is a significant cause of morbidity and mortality. Thus, proactively identifying patients at risk of dropping off their medication regimen enables corrective measures to mitigate adverse outcomes. Using a proxy measure of extreme non-adherence and a dataset of nearly $700,000$ patients from four states in India, we formulate and solve the machine learning (ML) problem of early prediction of non-adherence based on a custom rank-based metric. We train ML models and evaluate against baselines, achieving a $\sim 100\%$ lift over rule-based baselines and $\sim 214\%$ over a random classifier, taking into account country-wide large-scale future deployment. We deal with various issues in the process, including data quality, high-cardinality categorical data, low target prevalence, distribution shift, variation across cohorts, algorithmic fairness, and the need for robustness and explainability. Our findings indicate that risk stratification of non-adherent patients is a viable, deployable-at-scale ML solution.
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