基于神经网络对甲状腺功能亢进患者放射性碘治疗给药剂量预测的可行性研究

作     者：袁炜烨 姚杰 蒋舟 肖虹 钱爱君 王彬 白江涛 高林峰 Yuan Weiye;Yao Jie;Jiang Zhou;Xiao Hong;Qian Aijun;Wang Bin;Bai Jiangtao;Gao Linfeng

作者机构：上海市疾病预防控制中心上海200030 

出 版 物：《中华放射医学与防护杂志》 (Chinese Journal of Radiological Medicine and Protection)

年 卷 期：2022年第42卷第2期

页      面：130-136页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(11775145) 上海市公共卫生重点学科建设计划项目(GWV-10.1-XK10) 上海市公共卫生体系建设三年行动计划优秀学科带头人计划(GWV-10.2-XD16) 

主　　题：甲状腺机能亢进 ^(131)I治疗 神经网络 

摘      要：目的构建反向传播(back propagation,BP)神经网络模型,预测甲状腺功能亢进(以下简称甲亢)患者^(131)I核素治疗所需给药剂量,为患者计算个性化治疗剂量方案。方法从上海多家医学院核医学科收集接受放射性碘治疗的甲亢患者完整的病例资料,包括病史、检查结果、治疗过程等。随后建立预测模型,先以小样本数据比较BP神经网络,径向基(radial basis function,RBF)神经网络,支持向量机(support vector machine,SVM)3种模型的预测结果,选择最优模型对给药剂量进行预测,最后测试模型精准度。结果以小样本构建的BP神经网络、RBF神经网络、SVM模型预测的平均误差分别为5.53%,7.09%,9.64%,比较后选择BP神经网络建立预测模型;采用随机抽样法选取30例数据对BP神经网络进行验证计算,预测结果的平均误差为7.22%,均方误差为0.053,最小误差为0.57%,最大误差为13.78%。结论本研究提出了一种神经网络预测方法,为需要放射性碘治疗的甲亢患者提供给药剂量参考,减少患者剂量过量所致放射性损伤的可能或剂量不足所致治疗效果不理想的情况。