用于全局敏感性分析的 Shapley 效应与比例边际效应：在计算机断层扫描器官剂量估计中的应用
应用统计
2023-06-05 v1
摘要
人们已对儿童期计算机断层扫描（CT）暴露后可能的癌症风险表示担忧。电离辐射的健康效应随后由感兴趣器官的吸收剂量估算，该剂量对每次 CT 扫描均通过剂量学数值模型（如 NCICT 软件中所提出者）计算。鉴于剂量学模型依赖于大多不确定的输入参数，吸收剂量的计算 inherently 不确定。辐射流行病学当前的方法学挑战因而在于能够在风险估计中考虑剂量不确定性。在建模并将相关不确定性纳入辐射致健康风险估计之前，一个初步的重要步骤是识别剂量估计中影响最大的输入参数。本工作中，我们针对四类 CT 检查，对 NCICT 软件中涉及脑与红骨髓剂量估计的不确定输入参数进行了基于方差的全局敏感性分析以按影响排序。我们估计了两种尤其适用于相关输入参数情形的近期敏感性指数，即 Shapley 效应与比例边际效应（PME）。这提供了在真实医学应用案例上这两种指数各自行为与有用性的首次比较。结论是 Shapley 效应与 PME 本质不同但互补。有趣的是，我们还观察到 PME 的比例再分配性质使得输入参数间的重要性层级更为清晰。
引用
@article{arxiv.2306.01353,
title = {Shapley effects and proportional marginal effects for global sensitivity analysis: application to computed tomography scan organ dose estimation},
author = {Anais Foucault and Marouane Il Idrissi and Bertrand Iooss and Sophie Ancelet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.01353},
year = {2023}
}