本公開涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，具體地，涉及一種腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期預(yù)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：腦膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見(jiàn)的惡性腫瘤，其中惡性程度最高的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤占腦膠質(zhì)瘤整體發(fā)病率的30％以上。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤具有發(fā)病率、致死率、復(fù)發(fā)率高和治愈率低的特點(diǎn)。目前膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的治療方案包括手術(shù)切除和術(shù)后放化療，以往國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道膠質(zhì)母細(xì)胞瘤病人中位生存期為12-15個(gè)月。但是在臨床實(shí)踐中病人生存時(shí)間存在較大差別，其中15％的病人可存活超過(guò)3年，9％的病人可存活超過(guò)5年，如此大跨度的生存時(shí)限極大地增加了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)病人生存期的難度。準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)病人生存期具有重要的臨床、科研及社會(huì)價(jià)值。在臨床工作中，準(zhǔn)確的生存期預(yù)測(cè)可指導(dǎo)醫(yī)生針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)病人制定個(gè)性化的檢查及治療方案，幫助醫(yī)生制定合理的復(fù)查及隨訪計(jì)劃，進(jìn)而提高醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量。在科研中，準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)病人風(fēng)險(xiǎn)層級(jí)，可以為研發(fā)針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)病人的有效治療方案提供重要依據(jù)，并且可以成為檢驗(yàn)新型治療效果的重要方法。從社會(huì)角度來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)病患生存期，可為病患及家屬提供科學(xué)的生存預(yù)期，指引病人依從治療計(jì)劃，避免過(guò)度醫(yī)療，減輕家庭經(jīng)濟(jì)壓力，有助于改善醫(yī)患關(guān)系。目前，腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤臨床實(shí)踐中尚缺少一種簡(jiǎn)單可靠的工具，能夠提供綜合的、可靠的生存預(yù)測(cè)。針對(duì)現(xiàn)有不足，亟需一種適用于中國(guó)人群的、結(jié)合分子診療優(yōu)勢(shì)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤生存預(yù)測(cè)系統(tǒng)，更加全面準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤病人生存時(shí)間。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本公開的目的是提供一種預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)膠質(zhì)母瘤病人生存時(shí)間，為醫(yī)療服務(wù)提供指導(dǎo)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開提供一種腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期預(yù)測(cè)系統(tǒng)，所述預(yù)測(cè)系統(tǒng)包括：變量輸入模塊，所述變量輸入模塊包括五個(gè)變量輸入子模塊，所述五個(gè)變量輸入子模塊為卡氏功能評(píng)分輸入子模塊、腫瘤切除程度輸入子模塊、MGMT基因啟動(dòng)子甲基化程度輸入子模塊、IDH基因狀態(tài)輸入子模塊和替莫唑胺治療策略輸入子模塊；所述分析模塊能夠基于所述變量輸入模塊輸入的變量建立生存概率列線圖并計(jì)算總風(fēng)險(xiǎn)分值，所述總風(fēng)險(xiǎn)分值為卡氏功能評(píng)分、腫瘤切除程度、MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)、IDH基因狀態(tài)和替莫唑胺治療策略的風(fēng)險(xiǎn)分值的累加和；根據(jù)所述總風(fēng)險(xiǎn)分值計(jì)算腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期預(yù)測(cè)值；所述輸出模塊用于輸出腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期預(yù)測(cè)值。通過(guò)上述技術(shù)方案，本公開所提出的腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期預(yù)測(cè)系統(tǒng)將臨床上易獲得的變量綜合起來(lái)，輸入所述五個(gè)變量即可快速準(zhǔn)確的獲得腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期的預(yù)測(cè)結(jié)果，節(jié)約了使用者的時(shí)間與精力。優(yōu)選地，基于所述變量輸入模塊輸入的變量建立生存概率列線圖的方法為應(yīng)用R語(yǔ)言RMS運(yùn)算包完成Cox回歸模型的列線圖可視化。所述生存概率列線圖中卡氏功能評(píng)分、腫瘤切除程度、MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)、IDH基因狀態(tài)和替莫唑胺治療策略分別對(duì)應(yīng)不同的風(fēng)險(xiǎn)分值范圍。計(jì)算上述5項(xiàng)變量的累加和為總風(fēng)險(xiǎn)分值，在總風(fēng)險(xiǎn)分值的位置畫垂直線，所述垂直線與6月生存率線的交點(diǎn)為患者6月生存率的概率，同樣方法可以得到患者的1年，2年及3年生存率。不同的總風(fēng)險(xiǎn)分值對(duì)應(yīng)不同的6月、1年，2年及3年生存率。優(yōu)選的，所述卡氏功能評(píng)分對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值的計(jì)算方法如式(1)所示，，所述腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的KPS評(píng)分為a，風(fēng)險(xiǎn)分值為b：在所述腫瘤切除程度為完全切除時(shí)，所述腫瘤切除程度對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值為0；在所述腫瘤切除程度為次全切除時(shí)，所述腫瘤切除程度對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值為30；在所述MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)為高甲基化時(shí)，所述MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值為0；在所述MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)為野生型時(shí)，所述MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值為25；在所述IDH基因狀態(tài)為突變時(shí)，所述IDH基因狀態(tài)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值為0；在所述IDH基因狀態(tài)為野生型時(shí)，所述IDH基因狀態(tài)對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值為35；在所述替莫唑胺治療策略為接受替莫唑胺治療時(shí)，所述替莫唑胺治療策略對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值為0；在所述替莫唑胺治療策略為未接受替莫唑胺治療時(shí)，替莫唑胺治療策略對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)分值為39。其中所述分析模塊可以為電腦主機(jī)、中央處理器或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等，所述輸出模塊為顯示器、打印機(jī)或音頻輸出裝置。優(yōu)選地，所述MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)輸入子模塊、IDH基因狀態(tài)輸入子模塊為基因芯片讀取裝置。采用基因芯片裝置可以方便的一次獲取多個(gè)信息。優(yōu)選地，所述輸入模塊和所述分析模塊之間通過(guò)有線方式和/或無(wú)線方式連接。優(yōu)選地，其中，所述分析模塊和所述輸出模塊之間通過(guò)有線方式和/或無(wú)線方式連接。其中，無(wú)線連接方式可以為無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、紅外線等；有線連接方式可以為固話網(wǎng)絡(luò)等。采用前述連接方式可以大大方便使用者對(duì)預(yù)測(cè)裝置的使用，同時(shí)可以借助日益發(fā)展的信息技術(shù)和日益普及的網(wǎng)絡(luò)資源為腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的生存期作出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。附圖說(shuō)明附圖是用來(lái)提供對(duì)本公開的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開，但并不構(gòu)成對(duì)本公開的限制。在附圖中：圖1是預(yù)測(cè)系統(tǒng)示意圖。圖2是建立腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期預(yù)測(cè)模型的流程圖。圖3是腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的生存概率列線圖。圖4是腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存概率列線圖所預(yù)測(cè)的生存概率和患者實(shí)際生存概率之間的校準(zhǔn)曲線。具體實(shí)施方式以下對(duì)本公開的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本公開，并不用于限制本公開。如圖1所示，本公開的腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的生存期預(yù)測(cè)系統(tǒng)包括輸入模塊、分析模塊和輸出模塊，所述輸入模塊與分析模塊、分析模塊與輸出模塊之間可以通過(guò)有線連接(USB、固化線路等)和/或無(wú)線連接(WIFI、藍(lán)牙、紅外線等)。所述輸入模塊中又包含有五個(gè)變量輸入子模塊，所述五個(gè)變量輸入子模塊為卡氏功能評(píng)分(記為KPS評(píng)分)輸入子模塊、腫瘤切除程度輸入子模塊、MGMT基因啟動(dòng)子甲基化程度輸入子模塊、IDH基因狀態(tài)輸入子模塊和替莫唑胺治療策略輸入子模塊；其中，所述輸入模塊可以采用鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等裝置；所述MGMT基因啟動(dòng)子甲基化程度輸入子模塊、IDH基因狀態(tài)輸入子模塊也可以采用基因芯片讀取裝置來(lái)獲取MGMT啟動(dòng)子甲基化程度和IDH基因狀態(tài)的直接信息；所述分析模塊可以采用中央處理器或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來(lái)計(jì)算生存期；所述輸出模塊將所述生存期的預(yù)測(cè)結(jié)果輸出，可以采用顯示器、打印機(jī)或音頻輸出裝置等。本公開中所述腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期預(yù)測(cè)計(jì)算通過(guò)如圖2所示的流程得到。為了篩選出影響腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存期的變量，根據(jù)收集的191例腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者由生存到死亡的隨訪信息，其中191例腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的最長(zhǎng)隨訪時(shí)間為8.4年。篩選出部分可能與患者生存期相關(guān)的臨床數(shù)據(jù)，包括年齡、性別、卡氏功能評(píng)分、腫瘤切除程度、MGMT啟動(dòng)子甲基化程度、IDH基因狀態(tài)、治療策略和腫瘤位置，用于后續(xù)生存期預(yù)測(cè)模型的建立，根據(jù)所建立的生存期預(yù)測(cè)模型進(jìn)行準(zhǔn)確地及歸一化的預(yù)測(cè)。建立腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的生存期預(yù)測(cè)模型的具體步驟為：(1)應(yīng)用單因素Cox回歸分析可能與患者生存期相關(guān)的臨床數(shù)據(jù)，包括年齡、性別、卡氏功能評(píng)分、腫瘤切除程度、MGMT啟動(dòng)子甲基化程度、IDH基因狀態(tài)、治療策略和腫瘤位置，評(píng)估前述臨床數(shù)據(jù)的預(yù)后價(jià)值，當(dāng)變量p值小于0.05時(shí)，則認(rèn)為此變量與腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的生存期顯著相關(guān)；經(jīng)過(guò)單因素Cox回歸分析篩選出6個(gè)變量(卡氏功能評(píng)分、腫瘤切除程度、MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)、IDH基因狀態(tài)、替莫唑治療策略和腫瘤是否侵犯枕葉)與患者的生存期顯著相關(guān)。單因素Cox回歸分析的結(jié)果如表1所示。(2)應(yīng)用多因素Cox回歸分析上述與患者生存期顯著相關(guān)的6項(xiàng)變量是否為獨(dú)立預(yù)后因素，篩選出5項(xiàng)變量為卡氏功能評(píng)分、腫瘤切除程度、MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)、IDH基因狀態(tài)和替莫唑治療策略獨(dú)立地與患者生存時(shí)間相關(guān)，具體結(jié)果見(jiàn)表1；其中，各因素的權(quán)重系數(shù)為ln(風(fēng)險(xiǎn)比)，轉(zhuǎn)化系數(shù)＝(權(quán)重系數(shù)×賦值差)，KPS評(píng)分的轉(zhuǎn)化系數(shù)最大，由此得知KPS評(píng)分對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果影響最大，設(shè)定KPS評(píng)分兩極值為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分0至100分，其他變量以KPS評(píng)分為基礎(chǔ)，按照轉(zhuǎn)化系數(shù)比例完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分賦值，5項(xiàng)變量的賦值說(shuō)明如表2所示。具體結(jié)果見(jiàn)表3。基于上述5項(xiàng)變量建立腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者Cox回歸模型，Cox回歸模型如式(2)所示。使用赤池信息量準(zhǔn)則(Akaikeinformationcriterion，AIC準(zhǔn)則)檢驗(yàn)所述腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者Cox回歸模型的穩(wěn)定性。某時(shí)間點(diǎn)預(yù)測(cè)生存概率＝某時(shí)間基準(zhǔn)生存概率^患者總風(fēng)險(xiǎn)分值式(2)表1表2變量賦值KPS評(píng)分KPS20＝100，KPS100＝0腫瘤切除程度1＝完全切除，0＝次全切除MGMT啟動(dòng)子狀態(tài)1＝高甲基化，0＝野生型IDH基因狀態(tài)1＝突變型，0＝野生型替莫唑胺治療1＝接受替莫唑胺治療，0＝未接受替莫唑胺治療表3(3)根據(jù)腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者Cox回歸模型建立相應(yīng)地如圖3所示的腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的生存概率列線圖，其過(guò)程具體為應(yīng)用R語(yǔ)言RMS運(yùn)算包，將所得到的Cox回歸模型轉(zhuǎn)化為可視化的生存概率列線圖。其中，具體命令如下：###調(diào)用所需運(yùn)算包library(rms)library(survival)###讀取數(shù)據(jù)集data＝read.delim(file.choose(),row.names＝1)###建立cox回歸模型f＝cph(Surv(OS,Censor)～KPS+Resection+MGMT+IDH+TMZ,data＝data)surv＝Survival(f)###繪制生存概率列線圖nom＝nomogram(f,fun＝list(function(x)surv(183,x),function(x)surv(365,x),function(x)surv(730,x),function(x)surv(1095,x),lp＝F,funlabel＝c("6-monthsurvival","1-yearsurvival","2-yearsurvival","3-yearsurvival",fun.at＝seq(0.95,0.05,by＝-0.05))plot(nom,cex.axis＝0.8)經(jīng)過(guò)以上步驟可以得到如圖3所示的生存概率列線圖，卡氏功能評(píng)分、腫瘤切除程度、MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)、IDH基因狀態(tài)和替莫唑治療策略分別對(duì)應(yīng)不同的風(fēng)險(xiǎn)分值范圍，以此來(lái)計(jì)算總風(fēng)險(xiǎn)分值，所述總風(fēng)險(xiǎn)分值為卡氏功能評(píng)分、腫瘤切除程度、MGMT基因啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)、IDH基因狀態(tài)和替莫唑胺治療策略的風(fēng)險(xiǎn)分值的累加和。在總風(fēng)險(xiǎn)分值的位置畫垂直線，所述垂直線與6月生存率線的交點(diǎn)為患者6月生存率的概率，同樣方法可以得到患者的1年，2年及3年生存率。不同的總風(fēng)險(xiǎn)分值對(duì)應(yīng)不同的6月、1年，2年及3年生存率。如圖4所示，采用bootstrap法1000次隨機(jī)分組驗(yàn)證上述腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者生存預(yù)測(cè)曲線所預(yù)測(cè)的生存概率和患者實(shí)際生存概率之間的校準(zhǔn)曲線，結(jié)果證實(shí)預(yù)測(cè)生存概率與實(shí)際生存概率保持一致。另選取C指數(shù)評(píng)價(jià)模型的有效性，結(jié)果顯示本公開所述的預(yù)測(cè)模型在腦膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者中應(yīng)用時(shí)C指數(shù)為0.69。以上詳細(xì)描述了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本公開并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本公開的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本公開的保護(hù)范圍。另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本公開對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。此外，本公開的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3