Elektronik Sağlık Kayıtlarında Dengesiz Sınıf Probleminde Dengeleme Stratejilerinin Ayrım ve Kalibrasyon Üzerine Etkisi: Regülarize Lojistik Regresyon ile Gradient Boosting’in Karşılaştırmalı Bir Simülasyon Çalışması - Muzaffer Bilgin; Ertuğrul Çolak (OSMANGAZİ JOURNAL OF MEDICINE, 2026)
Elektronik sağlık kayıtlarına (ESK) dayalı klinik risk tahmininde sonuç olayları çoğunlukla nadirdir ve sınıf dengesizliği oluşur. Yaygın kullanılan yeniden örnekleme ve maliyet-duyarlı yöntemlerin kalibrasyon ve klinik net fayda üzerindeki etkisi yeterince incelenmemiştir. Bu çalışmada regülarize lojistik regresyon (LR) ile gradient boosting (GB), dört dengeleme stratejisi altında karşılaştırılmış; ayrıca yeniden kalibrasyonun düzeltici etkisi değerlendirilmiştir. Akut böbrek hasarına benzer, olay oranı %12 olan bir sonuç için 15 öngörücülü sentetik veri (n=4000; 200 replikasyonlu Monte Carlo tasarımı) üretildi. LR ve GB (XGBoost); dengeleme yok, SMOTE, sınıf ağırlıklandırma ve azaltarak örnekleme stratejileriyle 5-katmanlı iç içe çapraz doğrulamayla değerlendirildi. AUROC, AUPRC, Brier skoru, kalibrasyon eğimi/kesişimi ve Entegre Kalibrasyon İndeksi (ICI) hesaplandı; klinik fayda karar eğrisi analiziyle değerlendirildi. En yüksek ayrımı dengelemesiz LR sağladı (AUROC 0,706; AUPRC 0,273). Dengeleme LR ayrımını artırmadı, GB ayrımını kötüleştirdi (SMOTE: AUROC 0,681’den 0,632’ye); LR–GB farkı tüm stratejilerde LR lehineydi. Dengelemesiz modeller iyi kalibre idi (kesişim ≈0,00, eğim 1,024, ICI 0,007); dengeleme kalibrasyonu ciddi biçimde bozdu (kesişim ≈ −2,0; ICI 0,32–0,34). Dengelemesiz LR tüm eşiklerde en yüksek net faydayı sağladı; SMOTE uygulanmış GB en düşük faydayı verdi. Yeniden kalibrasyon, prevalans kaynaklı zararı büyük ölçüde geri döndürdü (Brier 0,215→0,099); ancak GB’nin sıralama hasarını gideremedi. ESK temelli dengesiz sınıf probleminde dengeleme, ayrımı iyileştirmemiş, kalibrasyonu ve net faydayı bozmuştur (“dengeleme paradoksu”). Yalnızca AUROC’a güvenmek yanıltıcıdır; kalibrasyon ve net fayda mutlaka raporlanmalı, dengeleme kullanılacaksa yeniden kalibrasyon izlemelidir. Regülarize LR, dengeleme uygulanmadan, hem kalibrasyon hem klinik fayda açısından güçlü bir varsayılan seçenek olmuştur.