基于多原子的贝叶斯网络毒性建模,用于同时预测NSCLC中多重毒性结果
Saurabh S Nair1, Ramon M Salazar1, Ting Xu2
1Departments of Radiation Physics and Thoaracic Radiation Oncology, The University of Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, TX, USA.
概括
一个新的贝叶斯网络模型准确地预测了非小细胞肺癌患者的辐射肺炎和辐射食道炎. 这种方法整合了多原子数据,以改善放射治疗中的毒性预测.
科学领域:
- 在瘤学瘤学.
- 辐射疗法 辐射疗法
- 生物信息学是一种生物信息学.
- 医学物理 医学物理
背景情况:
- 放射性肺炎 (RP) 和放射性食道炎 (RE) 是非小细胞肺癌 (NSCLC) 放射治疗中的显著剂量限制毒性.
- 准确预测这些毒性对于优化治疗计划和患者结果至关重要.
研究的目的:
- 开发一个多目标贝叶斯网络 (BN) 模型,用于同时预测RP和RE.
- 整合剂量体积图谱 (DVH),临床和多原子特征,以提高预测准确度.
主要方法:
- 分析了179名NSCLC患者的队列,根据CTCAE v5.0.0收集的毒性数据.
- 为了从672个提取的特征中选择特征,使用了具有L1-规范惩罚和处罚后勤回归的并行维度减少技术.
- 一个基于分数的结构学习算法 (Tabu search) 构建了BN模型,用于交叉验证的70%/30%的训练/测试分割.
主要成果:
- 在试验组中,BN模型实现了0.86的曲线下面积 (AUC) 和0.76的精度回忆曲线下面积 (AUPRC) 的RP预测.
- 对于RE预测,该模型的AUC为0.81和AUPRC为0.50.
- 通过自由反应AUC (FRAUC) 评估的联合预测性能在测试组上为0.74.
结论:
- 成功开发了一个高度预测性的多目标BN模型.
- 该模型有效地利用多原子共变量来同时预测RP和RE.
- 这一进步为管理NSCLC放射治疗中的关键毒性提供了一个有希望的工具.


