损失函数还是架构?在具有竞争风险的生存分析中,什么更重要
The Loss or the Architecture? What Matters in Survival Analysis with Competing Risks
精选理由
揭示竞争风险预测中损失函数更关键,并指导按模态选架构与评估。
AI 摘要
arXiv:2610.23322v1 公告类型:cross 摘要:通常,例如在医疗保健和预测性维护中,关键在于多个相互竞争的原因中哪一个会首先发生,以及其发生概率是多少:这就是具有竞争风险的生存分析。相应的深度学习方法通常以组合形式开发:一种新架构搭配一种新的训练损失,并在一到五个数据集上与少量基线方法进行比较。因此,最先进的结果无法归因于架构、损失函数还是评估协议。这种耦合并非偶然:由于每种原因对应一条发生曲线,网络的输出头会受限于能够在其上表达的损失函数。我们将这两个维度彼此独立地进行变动:在四种骨干网络上测试三种损失函数(其中两种是严格适当的),并覆盖两种能够区分这两个维度的模态:20个表格数据集和3个病理图像数据集。在两种模态上,均有一种损失函数胜出:在删失加权的条件下直接对累积发生率进行建模。在具有竞争风险的数据上,它带来的收益是选择优质骨干网络所带来收益的两倍;而在单事件数据上,其收益不超过骨干网络选择带来的收益:对于竞争风险而言,损失函数起决定性作用。骨干网络同样重要,并且必须与数据模态匹配:表格数据上,表格网络表现更佳;图像上,预训练视觉编码器表现更佳。这两种选择是相互叠加的,而不是相互替代的。适当评分规则揭示了这些动态;而不具备适当性的协调一致性指数(C-index)无法区分模型:两个维度都不会改变它,即使在专为提升该指标而设计的损失函数上进行调优也无济于事。这为进一步提升提供了一个方向:将二者结合起来,可以得到一个此前无人尝试过的模型——使用累积发生率损失训练的RealMLP或TabM;在我们的基准测试中,该模型取得了最佳Brier评分。