迷雾何时散去?论机器学习在医学应用中的可解释性:一篇综述
人工智能
2025-06-10 v1 机器学习
定量方法
摘要
人工智能正提供令人惊叹的结果,而医学正是其最青睐的试验场之一。几十年内,计算机或许能够给出诊断并选择正确疗法,机器人可执行外科手术,对话智能体可作为虚拟教练与患者交互。机器学习,尤其是深度神经网络,是这场革命背后的力量。在此情形下,重要决策将由从所给数据中学得预测模型的独立机器控制。医学中最具挑战性的目标包括癌症诊断与治疗,但要开启这场革命,软件工具需被改造以满足新要求。就此意义而言,学习工具正成为 Python 与 Matlab 库(仅举两例)中的常用品,但为充分利用其可能性,充分理解模型如何被解释以及哪些模型更具可解释性至关重要。本综述中,我们分析当前应用于医学——具体为癌症研究——的机器学习模型、框架、数据库及其他相关工具,并讨论其可解释性、性能与所需输入数据。现有证据表明,ANN、LR 与 SVM 被观察到为首选模型。此外,受 GPU 与张量导向编程库快速发展的支持,CNN 正变得日益重要。然而,医生对结果的可解释性极少被考虑,这是需改进的一个因素。因此我们视本研究对该问题为一及时贡献。
引用
@article{arxiv.2010.00353,
title = {When will the mist clear? On the Interpretability of Machine Learning for Medical Applications: a survey},
author = {Antonio-Jesús Banegas-Luna and Jorge Peña-García and Adrian Iftene and Fiorella Guadagni and Patrizia Ferroni and Noemi Scarpato and Fabio Massimo Zanzotto and Andrés Bueno-Crespo and Horacio Pérez-Sánchez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.00353},
year = {2025}
}
备注
64 pages, 3 figures, 7 tables, +100 references