用于立体定向放射外科的治疗性混合智能（结合神经与基于知识的专家推理）（THINKERS）：一种针对胃肠道脑转移的专家混合框架

《Journal of Neuro-Oncology》：Therapeutic hybrid intelligence with neural and knowledge-based expert reasoning for SRS (THINKERS): a mixture-of-experts framework for gastrointestinal brain metastases

　　

摘要

背景

胃肠道恶性肿瘤的脑转移灶具有高度异质性，而立体定向放射手术的剂量选择仍主要依据病灶大小、位置、既往治疗史及医师判断，而非基于个体化的局部失败和毒性预测。我们开发了THINKERS-GI，一个用于伽玛刀立体定向放射手术（GKRS）后结局预测和剂量策略评估的三专家混合专家框架。

方法

我们进行了一项回顾性单中心研究，纳入300例患者共1,233个胃肠道脑转移灶。利用术前变量训练了一个具有离散时间竞争风险生存建模的三专家混合专家神经网络。边缘剂量被作为可查询输入，用于候选剂量评估。内部验证采用分组5折交叉验证和封闭式分组留一法。性能评估指标包括时间依赖性AUC、C指数、Brier评分、校准度和平均绝对误差（MAE）。

结果

在分组交叉验证中，时间依赖性AUC范围为0.808至0.894，C指数为0.889 ± 0.034。校准后的12个月Brier评分为0.019 ± 0.013，局部失败时间的MAE为1.8 ± 0.7个月。在分组留一法验证集中，12个月AUC为0.806（95% CI，0.758–0.851），C指数为0.781（95% CI，0.742–0.818），校准Brier评分为0.101，MAE为1.27个月（95% CI，1.2–1.9）。剂量扫描在91.8%的病灶中选择了与实际给予剂量相差±2 Gy以内的剂量，将预测的12个月局部控制率从82.3%提高至84.4%，同时将预测的不良放射性效应风险从7.9%降低至7.6%。

结论

THINKERS-GI为胃肠道脑转移灶伽玛刀立体定向放射手术后的个体化局部失败预测、毒性评估和剂量策略评估提供了一个内部验证的框架。

临床试验编号

不适用。