“Dynamic Ensemble, Then Knowledge Distillation”: A SHAP-Driven Two-Stage Framework for Sepsis Mortality Prediction

计算机科学 阶段(地层学) 蒸馏 管道(软件) 人工智能 数据挖掘 机器学习 化学 生物 古生物学 有机化学 程序设计语言
作者
Hongwei He,Mucan Liu,Chonghui Guo
出处
期刊:IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:29 (11): 8550-8559
标识
DOI:10.1109/jbhi.2025.3596029
摘要

Dynamic Ensemble Learning (DEL)-based mortality prediction models offer promising utility for monitoring sepsis progression. Existing DEL methods rely on unsupervised techniques, such as bootstrap sampling or feature partitioning, to generate training data subsets, failing to capture the inherent heterogeneity in the relationships between sepsis phenotypes and associated mortality risks. Moreover, combining heterogeneous base models leads to a loss of model explainability. To this end, we propose a novel SHapley Additive exPlanations (SHAP)-driven Dynamic Ensemble, then Knowledge Distillation (DEKD) two-stage framework for sepsis mortality prediction. DEKD first clusters patients based on the SHAP values, which reflect the mapping relationship between their physiological features and mortality risk, and then builds base models on these patient clusters. A weighted distance-based ensemble strategy is further adopted to adaptively aggregate predictions from the base models. In the second stage, we leverage knowledge distillation to extract the patterns from the ensemble of base models into a student model, thereby generating overall explanation and improving predictive performance. Experiments conducted on the MIMIC-III dataset demonstrate the effectiveness of the proposed two-stage strategy. DEKD achieves AUROC of 0.955 (48-hour mortality prediction) and 0.924 (in-hospital mortality prediction), exhibiting significant improvement in diversity measure compared to benchmark methods.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Finley发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
顾矜应助magie采纳,获得10
1秒前
彭于晏应助五六七采纳,获得10
1秒前
拾柒完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
李爱国应助禾梦采纳,获得10
2秒前
大力的飞荷完成签到,获得积分10
2秒前
seven发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI2S应助山野的雾采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
Serene完成签到,获得积分10
4秒前
华仔应助李明采纳,获得10
4秒前
5秒前
慢羊羊发布了新的文献求助10
5秒前
鸣丘完成签到 ,获得积分10
5秒前
李健的小迷弟应助柴六斤采纳,获得10
5秒前
走走发布了新的文献求助10
6秒前
烟花应助申改改采纳,获得10
6秒前
希望天下0贩的0应助LiChen采纳,获得10
7秒前
小星星关注了科研通微信公众号
7秒前
共享精神应助茶泡饭采纳,获得10
8秒前
疯狂的碧凡完成签到,获得积分10
8秒前
拾柒发布了新的文献求助10
8秒前
认真无极完成签到,获得积分10
9秒前
面朝大海发布了新的文献求助10
9秒前
观察者完成签到,获得积分10
9秒前
sh发布了新的文献求助10
9秒前
M87完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
时567完成签到,获得积分10
10秒前
雪白涔雨发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
13秒前
13秒前
张耀发布了新的文献求助10
13秒前
露露露发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
李明发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7740841
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289399
关于积分的说明 20195525
捐赠科研通 7319012
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306533
关于科研通互助平台的介绍 2458819
邀请新用户注册赠送积分活动 2316791