基于临床因素的简易可解释机器学习模型:精准预测巴雷特食管(BE)患者发育异常或恶变风险

【字体: 时间:2025年04月29日 来源:Digestive Diseases and Sciences 2.5

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  为解决巴雷特食管(BE)患者发育异常或恶变预测难题,研究人员分析 598 例患者数据评估 6 种机器学习(ML)模型。结果发现决策树(DT)模型仅用食管段长度预测效果最佳,并给出风险分层阈值,为 BE 监测提供实用工具。

  研究人员分析了 1990 年 11 月至 2019 年 1 月在迈克尔?德巴基退伍军人事务医疗中心新诊断为非发育异常巴雷特食管(NDBE)、发育异常不确定的巴雷特食管(BE-IND)和伴有非持续性低级别发育异常(LGD)的巴雷特食管患者的数据,随访至 2024 年 1 月。进展者是指在首次内镜检查后 5 年内出现持续性 LGD、高级别发育异常(HGD)或食管腺癌(EAC)的患者。研究评估了 6 种模型,包括回归和基于集成的 ML 方法。
在 598 例符合条件的患者中,61 例(10.2%)出现疾病进展。未经调整的分析显示,更长的食管段和不确定 / 非持续性 LGD 病理与更高的进展风险相关。多变量分析表明,BE 食管段长度每增加 1cm,进展风险比(OR)为 1.26(95% 置信区间 1.17 - 1.36)。仅使用食管段长度的决策树(DT)模型具有最高的区分度(受试者工作特征曲线下面积 AUROC = 0.79)和出色的灵敏度(93.3%)。DT 模型还确定了风险分层的食管段长度阈值:<0.95cm(极低风险)、0.95 - 2.44cm(低风险)、2.44 - 9.45cm(中等风险)、>9.45cm(高风险) 。

研究得出结论,以食管段长度为唯一预测指标的简单可解释 DT 模型,在预测 BE 进展方面优于回归和复杂的基于 ML 的模型。该研究结果与欧洲胃肠内镜学会(ESGE)基于食管段长度进行定制监测的指南一致,并提供了可操作的阈值,为 BE 监测提供了一种实用的 ML 工具。

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