综合复杂性特征和剂量学评估指标提高剂量验证结果预测模型的性能

作者:申璐瑶; 魏强林; 张俊俊; 宾石珍; 刘义保
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目的:构建一个随机森林模型来预测强度调节计划的剂量验证结果,并结合复杂性特征和评价指标研究改进模型性能的可行性。方法:选择IMRT项目269例,共2558个领域。剂量由电子场成像系统验证。通过率(2%/2mm标准)阈值为95%。剂量验证结果分为通过和不通过。提取计划的剂量学评价指标和射野的复杂性特征,分别构建剂量模型(基于剂量学评价指标)、计划模型(基于计划的复杂性特征)和混合模型(综合剂量学评价指标和计划的复杂性特征)。计算AUC值、特异性和敏感性,以评估模型的性能。结果:剂量模型、计划模型和混合模型的AUC值分别为0.68、0.80和0.82。混合模型优于其他两种模型。混合模型的特异性和敏感性分别为0.70和0.79,高于其他两种模型。剂量模型、计划模型和混合模型分别需要1200样本量、900样本量和700样本量才能实现最佳性能。结论:剂量学评价指标与计划复杂性特征相结合,可以提高模型的预测性能,在一定程度上弥补样本数的不足,为改进机器学习模型预测剂量验证结果的性能提供参考。