Bayesian network ensemble as a multivariate strategy to predict radiation pneumonitis risk
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Prediction of radiation pneumonitis (RP) has been shown to be challenging due to the involvement of a variety of factors including dose-volume metrics and radiosensitivity biomarkers. Some of these factors are highly correlated and might affect prediction results when combined. Bayesian network (BN) provides a probabilistic framework to represent variable dependencies in a directed acyclic graph. The aim of this study is to integrate the BN framework and a systems' biology approach to detect possible interactions among RP risk factors and exploit these relationships to enhance both the understanding and prediction of RP. METHODS: The authors studied 54 nonsmall-cell lung cancer patients who received curative 3D-conformal radiotherapy. Nineteen RP events were observed (common toxicity criteria for adverse events grade 2 or higher). Serum concentration of the following four candidate biomarkers were measured at baseline and midtreatment: alpha-2-macroglobulin, angiotensin converting enzyme (ACE), transforming growth factor, interleukin-6. Dose-volumetric and clinical parameters were also included as covariates. Feature selection was performed using a Markov blanket approach based on the Koller-Sahami filter. The Markov chain Monte Carlo technique estimated the posterior distribution of BN graphs built from the observed data of the selected variables and causality constraints. RP probability was estimated using a limited number of high posterior graphs (ensemble) and was averaged for the final RP estimate using Bayes' rule. A resampling method based on bootstrapping was applied to model training and validation in order to control under- and overfit pitfalls. RESULTS: RP prediction power of the BN ensemble approach reached its optimum at a size of 200. The optimized performance of the BN model recorded an area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.83, which was significantly higher than multivariate logistic regression (0.77), mean heart dose (0.69), and a pre-to-midtreatment change in ACE (0.66). When RP prediction was made only with pretreatment information, the AUC ranged from 0.76 to 0.81 depending on the ensemble size. Bootstrap validation of graph features in the ensemble quantified confidence of association between variables in the graphs where ten interactions were statistically significant. CONCLUSIONS: The presented BN methodology provides the flexibility to model hierarchical interactions between RP covariates, which is applied to probabilistic inference on RP. The authors' preliminary results demonstrate that such framework combined with an ensemble method can possibly improve prediction of RP under real-life clinical circumstances such as missing data or treatment plan adaptation.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».