基于SHAP值特征选择的γ通过率分类预测及解释陈路桥 倪千喜 庞金猛 谭剑锋 周新 骆龙军 曾德高 曹锦佳
中华放射肿瘤学杂志2023年 32卷 10期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20230110-00003
目的
探索SHAP值结合极端梯度提升树(XGBoost)算法的特征选择技术来构建调强放疗γ通过率预测模型的可行性和有效性,并给出相应的模型解释。
方法
回顾性分析2020年11月至2021年11月在湖南省肿瘤医院接受盆腔固定野调强放射治疗的196例肿瘤患者采用基于模体测量方式的调强放疗计划的剂量验证结果,γ通过率标准为3%/2 mm、10%剂量阈值。提取基于剂量文件的影像组学特征并使用SHAP值结合XGBoost算法进行特征筛选后构建预测模型。分别选取特征数量为50、80、110、140个,构建四种机器学习分类模型,计算曲线下面积(AUC)值、召回率及F1分数评估预测模型的分类性能。
结果
基于SHAP值特征选择的110个特征构建的预测模型AUC值为0.81,召回率达到0.93,F1分数为0.82,均优于其他三个模型。
结论
针对盆腔肿瘤调强放疗计划,可以采用SHAP值与XGBoost算法结合以选择用于预测的最佳影像组学特征子集来构建γ通过率的预测模型,并能通过SHAP值给出模型输出解释,可能在理解依赖机器学习模型所做的预测方面提供价值。
内质网应激凋亡蛋白在恩度与照射致大鼠心脏损伤中的作用陈琪颖 曹东东 欧阳伟炜 黄丽 苏胜发 马筑 李青松 耿一超 杨文刚 陈霞霞 等
中华放射肿瘤学杂志2023年 32卷 10期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20220921-00317
目的
研究恩度联合低剂量X线照射后,内质网应激(ERS)及凋亡蛋白与大鼠心肌病理改变的关系。
方法
40只SD大鼠平均分为对照组(腹腔注射等体积生理盐水,1次/d,14 d)、恩度组(腹腔注射恩度6 mg/kg,1次/d,14 d)、照射组(15 Gy分3次X线照射)、联合组(照射后腹腔注射恩度,剂量、时间同恩度组)。处理后1、6个月,取大鼠心肌组织,行HE染色、Masson染色观察心肌组织学改变,TUNEL法检测心肌细胞凋亡,ImageJ软件计算心肌胶原容积分数(CVF)。蛋白质印迹法检测ERS及凋亡蛋白葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、类蛋白激酶内质网激酶(PERK)、C/EBP同源蛋白(CHOP)、胱天蛋白酶12(Caspase-12)表达水平。使用GraphPad Prism 8.0.1软件行单因素方差分析,组间两两比较采用t检验。
结果
处理后6个月,照射组和联合组的心肌组织间质增宽,呈条索状或网状纤维化改变,心肌间质弥漫性胶原纤维沉积,与对照组比较,CVF显著增加(P均<0.01)。处理后1、6个月,联合组心肌细胞凋亡指数明显高于对照组(P<0.05、<0.001)。处理后1、6个月,照射组、联合组的GRP78蛋白表达量较对照组增加(P均<0.05),联合组的PERK、CHOP蛋白表达量较对照组增加(P均<0.01)。处理后6个月,照射组PERK、CHOP蛋白表达量较对照组增加(P均<0.05)。与对照组相比,恩度组、照射组、联合组在处理后1、6个月Caspase-12蛋白表达量均增加(P均<0.05)。
结论
ERS及凋亡蛋白表达与大鼠放射性心脏损伤有关,低剂量X线照射联合恩度处理后ERS加重,心肌细胞凋亡增加。