【摘 要】
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目的:建立预测鹿角形结石行经皮肾镜取石术（PCNL）手术效果及术后出血风险的随机森林（RF）模型,并与传统结石评分（结石长度-受累肾盏数量-结石密度评分系统S.T.O.N.E.）比较,以验证RF模型对于PCNL术后清石率（SFR）的预测性能,辅助临床决策。方法:包括数据收集和模型建立。收集东南大学附属中大医院泌尿外科2017年1月1日至2020年12月31日接受PCNL手术的140例鹿角形结石患者
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（81670632）；
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目的:建立预测鹿角形结石行经皮肾镜取石术（PCNL）手术效果及术后出血风险的随机森林（RF）模型,并与传统结石评分（结石长度-受累肾盏数量-结石密度评分系统S.T.O.N.E.）比较,以验证RF模型对于PCNL术后清石率（SFR）的预测性能,辅助临床决策。方法:包括数据收集和模型建立。收集东南大学附属中大医院泌尿外科2017年1月1日至2020年12月31日接受PCNL手术的140例鹿角形结石患者的临床资料;将患者既往病史、肾结石相关参数和实验室检查数据等作为输入变量纳入模型;随机选取所有样本数据的70%进行训练,剩下30%进行测试。依据结石残余标准,将患者术后结石残余状态分为结石清除组和结石残余组;依据患者术后是否输血分为术后出血风险组与无术后出血风险组。当已训练的RF模型应用于预测术后SFR时,计算输入变量的基尼系数平均下降值以评估输入变量与术后SFR间的关联性并进行排名;分别在训练集与测试集中建立接收器工作特性（ROC）曲线以计算RF模型对于PCNL术后SFR和术后出血风险的预测能力。同时,就预测PCNL术后SFR方面,对比RF模型和S.T.O.N.E.评分的ROC曲线下面积（AUC）,以评估RF模型对于鹿角形结石PCNL术后SFR的预测性能。结果:所有患者术后整体的清石率为59.29%。RF模型计算了所有输入变量的基尼系数平均下降值,其中六项因素包括患者既往高血压病史、结石所在肾盏的数目、目标肾盏有过手术操作、年龄、手术时长、术前肌酐值与术后SFR关联性较强。在预测PCNL术后SFR方面,RF模型的ROC曲线下面积（0.797）显著大于S.T.O.N.E.模型的ROC曲线下面积（0.622）（P＜0.01）。在使用RF模型预测PCNL术后出血风险方面,训练集与测试集模型均展现出一定的预测性能（训练集AUC:0.854,测试集AUC:0.794）,表明该算法模型也可以预测术后出血的发生。结论:我们成功建立了基于随机森林算法的预测模型,可以更好地预测鹿角形肾结石经皮肾镜取石术后的清石率和出血风险。本研究所开发的随机森林模型可被用于协助泌尿科医生提供术前参考,预测手术结果,并最终针对鹿角型结石选择最优临床策略。
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