机器学习模型的开发和内部验证,用于对脊髓质瘤患者个性化的生存预测
Mert Karabacak1, Alexander J Schupper1, Matthew T Carr1
1Department of Neurosurgery, Mount Sinai Health System, 1468 Madison Ave, New York, NY, USA.
The spine journal : official journal of the North American Spine Society
|February 16, 2024
概括
机器学习模型准确地预测脊髓质瘤 (SCG) 患者的生存率. 在线计算器可用于帮助医生评估个体患者的预后.
科学领域:
- 机器学习在瘤学中的应用.
- 预测模型用于神经瘤学.
- 对罕见瘤的生存分析.
背景情况:
- 脊髓质瘤 (SCG) 的存活率受到许多因素的影响.
- 准确的预后模型对于SCG患者管理至关重要.
- 识别SCG生存的关键决定因素对于个性化医学至关重要.
研究的目的:
- 开发可解释的机器学习 (ML) 模型,以预测SCG患者的生存结果.
- 创建一个可访问的在线计算器,整合这些ML模型用于临床使用.
- 通过精确的个人生存预测,增强临床决策.
主要方法:
- 使用国家癌症数据库 (NCDB) (2010-2019) 进行回顾性,基于人口的队列研究.
- 使用了五个ML算法 (TabPFN,CatBoost,XGBoost,LightGBM,Random Forest),并进行了超参数优化.
- 使用ROC曲线,PRCs,AUROC,AUPRC和Brier Score评估模型性能;使用SHAP和PDP进行解释.
主要成果:
- 顶级的ML模型实现了高的AUROC:0.938 (1年),0.907 (3年) 和0.902 (5年).
- 确定的主要预测因素包括组织学,瘤等级,年龄,手术,放射治疗和瘤大小.
- 该研究包括数千名SCG患者,诊断后1,3年和5年的死亡率各不相同.
结论:
- ML模型显示了SCG患者预后的高准确性和区分能力.
- 一个交互式在线计算器可供医生使用,增强临床适用性.
- 这种可解释的ML方法支持精准医学和SCG患者护理的未来研究.


