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NGSE-Corr:一种无金标准的定量成像方法客观临床评估技术

医学物理 2026-06-27 v1

摘要

基于定量成像(QI)方法测量真实值的可靠性对其进行客观评估对于临床转化非常重要。使用患者数据进行此类评估是非常可取的,但受到缺乏金标准的阻碍。为了解决这一挑战,在先前研究的基础上,我们提出了一种无金标准评估技术NGSE-Corr,该技术可以在没有真实值的情况下客观评估QI方法。该技术假设真实值与测量值之间存在线性随机关系,其特征为斜率、偏差和多元高斯分布噪声项,该噪声项模拟了跨QI方法的相关噪声。我们推导了一种最大似然方法来仅使用测量值估计这些参数。根据估计值,我们计算噪声-斜率比(NSR)以基于精度对QI方法进行排序。数值实验表明,NGSE-Corr能够可靠地估计NSR,准确地对方法进行排序,并且即使在该技术所做的假设被部分违反时也能保持性能。我们还在一次计算机模拟成像试验中验证了NGSE-Corr,以对三种定量SPECT方法进行排序,这些方法用于测量接受镭-223治疗的骨转移性去势抵抗性前列腺癌患者的区域活性摄取。NGSE-Corr正确识别了最精确的QI方法,并分别在95%(95% CI,89%-98%)和91%(95% CI,84%-95%)的试验中正确地对方法进行了排序,使用了50名患者的数据。随着队列规模的增大,性能进一步提高。使用200名患者时,NGSE-Corr在所有试验实例中产生的排序与使用真实值获得的排序相同。这些发现证明了NGSE-Corr在没有金标准的情况下准确排序QI方法的能力,并推动了临床验证和更广泛的应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2606.28704,
  title  = {NGSE-Corr: A technique for objective clinical evaluation of quantitative-imaging methods without a gold standard},
  author = {Yan Liu and Ziping Liu and Zekun Li and Jingqin Luo and Daniel L. J. Thorek and Barry A. Siegel and Abhinav K. Jha},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.28704},
  year   = {2026}
}

备注

11 pages, 6 figures