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基于机器学习模型分析不进行穿刺活检的前列腺根治术的可行性
作者姓名:陶金  于栓宝  范雅峰  董彪  洪国栋  屈武功  任选义  张雪培
作者单位:1. 450052 郑州大学第一附属医院泌尿外科2. 475000 河南,开封市中心医院泌尿外科3. 450052 郑州大学第一附属医院泌尿外科;450052 河南省慢性肾脏疾病精准诊疗重点实验室
基金项目:河南省医学科技攻关计划联合共建项目(LHGJ20190181,LHGJ20200334)
摘    要:目的基于机器学习算法构建前列腺癌(PCa)和临床显著前列腺癌(CSPCa)的诊断模型,并探讨不进行穿刺活检的前列腺根治术的可行性。 方法回顾性收集2016年4月至2020年3月期间符合纳入标准的688例前列腺穿刺患者的临床资料,包括年龄、PSA、前列腺体积、磁共振报告和穿刺活检病理结果,基于人工神经网络(ANN)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)和Logistic回归(LR)算法,构建PCa和CSPCa的诊断模型,采用受试者工作特征曲线评价各模型的诊断准确性,并分析不进行穿刺活检的前列腺根治术的可行性。 结果ANN(AUC=0.891和0.911)、SVM(AUC=0.903和0.925)、RF(AUC=0.897和0.916)和LR(AUC=0.894和0.917)模型预测前列腺癌和临床显著前列腺癌的诊断效能均优于PSA检测(AUC=0.805和0.792)和多参数磁共振检查(AUC=0.773和0.807) (P均<0.05)。SVM模型预测PCa和CSPCa的诊断效能均高于其他模型,但各模型间的诊断效能差异不显著(P均>0.05)。基于验证数据集,SVM的PCa预测模型能够使44例(44/208,21%)患者直接进行前列腺根治术,包括41例(41/65,63%)CSPCa和3例(3/12,25%)GS=3+3的PCa病例,而不过度治疗前列腺穿刺结果为良性的病例,优于ANN(33/208,16%)、RF(17%,36/208)和LR(35/208,17%)模型。 结论机器学习模型预测PCa和CSPCa的诊断效能优于多参数磁共振等单一临床检查,能够使超过60%的CSPCa病例直接进行前列腺根治术,而不会导致过度治疗良性前列腺病例。但需开展前瞻性研究进一步验证该研究结果。

关 键 词:前列腺癌  机器学习  穿刺  算法  模型  
收稿时间:2020-04-13
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