基于机器学习的鼻咽癌MRI影像组学模型构建及算法优化研究

来源 :汕头大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:highlove
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
【目的】  探讨磁共振影像组学(Radiomics)的随机生存森林(Random survival forests, RSF)模型预测鼻咽癌患者无进展生存期(Progression-Free Survival,PFS)的可行性;并进一步寻找最佳的机器学习算法分类预测鼻咽癌复发及远处转移。  【材料与方法】  本研究共纳入晚期鼻咽癌患者118例,(随机分为训练集n=88例;测试集n=30例)。收集临床资料包括年龄、性别、TNM分期、血红蛋白浓度、血小板计数、随访时间等。收集每个病人的MRI轴位T2WI及T1WI增强的DICOM图像并绘制肿块感兴趣区,使用Matlab 2014a软件提取包括一阶统计特征,大小、外形特征,纹理特征及小波特征等共970个影像组学特征。RSF模型(最大树深度ntree=100)用于影像组学特征选择及预测模型构建,确定RSF模型最小袋外(out-of-bag, oob)误差率。此外,我们进一步将随访时间内发生局部复发和远处转移的患者依次分别标记为1和2,而在随访时间内没有发生局部复发和远处转移的患者,标记为0。我们纳入了6种机器学习特征选择方法和9种机器学习分类方法共54种不同组合分别构建分类预测模型。将十倍交叉验证作为特征选择和分类的标准。重复每个组合50次,以获得曲线下的平均面积(AUC)和测试误差(test error)。 然后对54种交叉组合的AUC和测试误差test error进行比较。我们将AUC和测试误差的平均值作为阈值,将特征选择和分类方法组合划分为低性能组和高性能组。AUC≥0.7669(范围上限)和测试误差≥0.3820(范围下限)的特征选择和分类方法组合被认为是高度准确性的方法。  【结果】  RSF模型筛选出12个与PFS相关的影像组学特征。训练集及验证集中TNM分期的模型袋外最小误差率分别为30.8%, 37.4%, TNM分期联合12个影像组学特征后,模型最小袋外误差率分别减小至3.3%, 20.4%, 继续加入其他临床指标得到的综合模型最小袋外误差率进一步降低,分别为2.8%, 18.4%。本研究发现随机森林(RF)+随机森林(RF)组合模型(AUC, 0.8464 ± 0.0069;test error, 0.3135 ± 0.0088)预测效能最高,其次为随机森林(RF)+自适应提升(AdaBoost) (AUC, 0.8204 ± 0.0095;test error, 0.3384 ± 0.0097)。  【结论】  基于磁共振影像组学的随机生存森林模型能够显著提高传统TNM分期及临床指标预测晚期鼻咽癌患者PFS的效能。利用机器学习方法优化影像组学能够提高晚期鼻咽癌患者局部复发及远处转移的预测效能,这将进一步推进影像组学在肿瘤精准医学及临床实践上的应用。
其他文献
【摘要】语言表达缺乏逻辑是学生写作中的常见现象,但是逻辑是可以训练的。在作文教学过程中,通过教师有意识的指导,可以教会学生写作的语言逻辑,使思维更清晰流畅,表达更准确有理,使论证说理由浅入深,最终使语言的逻辑不再是孩子的奢侈品。  【关键词】语言;逻辑;学生  【中图分类号】G633 【文献标识码】A  逻辑是什么?是对事物进行观察、比
【摘要】自信从不是谁赋予的,而是由自己争取的。要想让一个孩子赢得他人的掌声,获得他人的认可,得到他人的尊重,需要靠孩子自己证明自己的实力。而证明自己实力的機会并不是唾手可得的,需要教师创造机会,给孩子鼓励,让孩子有所改变,有所成长。  【关键词】尊重;自信;改变;成长  【中图分类号】G635 【文献标识码】A  又到每周五的阅读交流会
语文是一门文学含义极其丰富的学科,需要教师在教学活动中通过各种艺术化的手段对学生进行文学素养提升,使教学符合新课改要求的素质教育.留白是一种艺术手段,原本是在进行书
【摘要】语文核心素养作为现阶段小学语文教学的主要目标,通过对学生进行素养的培育有利于促进学生的全面发展。在语文核心素养的培育中,除了能够帮助学生进行知识的掌握,还可以进行能力的提升,小学语文教学主要是通过进行学生情感以及语文素养的培养,以此来应对现阶段社会的需求。教师在这个过程中,应注重教学模式的展开,以核心素养作为主要教学目标进行效果的提升,本文通过对语文素养的培养策略进行研究,从而提升整体建设
【摘要】青春年华一晃在教室度过,如果教室缺少温度,那多无趣啊。走向“润泽”的教室,践行陶行知的“生活教育”“创造教育”“民主教育”等教育思想,从多个维度進行,看似随笔,也是来自教育教学实践的思考。  【关键词】自然生长;生命;想象力;创造力  【中图分类号】G633 【文献标识码】A  “润泽”的教室有风景、有阳光……有蓬勃的生命,“润
背景:  随着当代人口老龄化问题的日益加重,血管性痴呆(vascular dementia,VaD)的发病率呈逐年上升的趋势,仅次于阿尔茨海默病(alzheimer disease,AD)。血管性痴呆的早期阶段具有一
【摘要】汉字教学不仅是教授汉字如何书写,而且应该传授汉字中蕴藏的文化内涵,开拓学生知识面,进而提高学生语文素养。加强小学语文教学中汉字文化教学,是教师义不容辞的责任。  【关键词】多音字;前后鼻音;半边音;形近字;会意字  【中图分类号】G623 【文献标识码】A  许慎在《说文解字·叙》中说:“仓颉之初作书,盖依类象形,故谓之文,其后
目的:分析异基因造血干细胞移植(hematopoietic stem celltransplantation,allo-HSCT)患者移植后不同时期各免疫细胞亚群的数量变化及其临床意义。  方法:  1、选择2013年
【摘要】思想政治工作是我党全部工作的生命线,十九大的胜利召开标志着我国进入了新时代,在新时代的背景下,我们应该紧跟党的步伐,拥护党的领导,坚持马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想、科学发展观、习近平新时代中国特色社会主义思想,与时俱进,求实创新,用坚定的共产主义理念武装头脑,并用自身的青春热血为共产主义事业而奋斗终生,吃苦耐劳,积极工作,不断使思政工作与时俱進,方可促进我国社会主
学困生转化需要长情的陪伴,这是学困生“精准扶贫”的有效策略.家长长情的陪伴,是进行学困生转化的必要前提;教师长情的陪伴,是实现学困生转化目标的有力保障;学困生自我长情