Kalp Hastalığı Tahmininde Açıklanabilir Yapay Zekâ: KNIME Tabanlı, Veri Sızıntısı Önlenmiş ve Çapraz Doğrulanmış Karşılaştırmalı Bir Çerçeve

Abstract

Kalp ve damar hastalıkları, dünya genelinde en yüksek ölüm yüküne sahip hastalık grubudur. Bu çalışmada, kalp hastalığı tahmini için KNIME Analytics Platform üzerinde uçtan uca, kodsuz biçimde yapılandırılmış bir Açıklanabilir Yapay Zekâ (XAI) iş akışı geliştirilmiştir. UCI Cleveland Heart Disease veri seti üzerinde Lojistik Regresyon, Random Forest, Gradyan Artırmalı Ağaçlar ve XGBoost modelleri 10 katlı tabakalı çapraz doğrulama ile karşılaştırılmıştır. Önceki çalışmalardan farklı olarak çerçeveye üç metodolojik önlem birlikte yerleştirilmiştir: (i) nominal kategorik değişkenler Tek-Sıcak Kodlama ile dönüştürülmüş, (ii) Min-Max normalizasyonu her katlamada yalnızca eğitim parçası üzerinde öğrenilerek veri sızıntısı önlenmiş, (iii) XGBoost için sistematik hiperparametre değerlendirmesi yürütülmüştür. En yüksek başarı Lojistik Regresyon’dan gelmiştir (Doğruluk = 0,845 ± 0,065; AUC = 0,908). Wilcoxon testi Lojistik Regresyon ile Random Forest ve XGBoost arasındaki farkın anlamlı olmadığını (p = 0,891 ve p = 0,188) göstermiştir. Yorumlanabilirlik iki ayrı pencere üzerinden ele alınmıştır: Lojistik Regresyon katsayıları ve XGBoost üzerinde SHAP analizi. İki yöntemin altı ortak öznitelikte buluşması, öznitelik hiyerarşisinin algoritmik bir artefakt değil veri setindeki gerçek klinik sinyallere ait olduğunu yöntemsel üçleme yoluyla doğrulamıştır.