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为解决 HCC 患者生存预测难题,安卡拉相关医院研究人员开展基于机器学习预测 HCC 患者生存率的研究。结果显示,ML 技术能可靠预测各期患者生存率。该研究为 HCC 临床决策提供新依据,值得科研读者一读。
在医学领域,肝癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)犹如一颗 “定时炸弹”,时刻威胁着人们的生命健康。它是肝脏最常见的恶性肿瘤,在全球癌症发病率中排名第五,还是癌症相关死亡的第四大主因,而且其发病率还有逐渐上升的趋势。尽管针对肝癌的治疗研究从未停止,各种治疗策略层出不穷,但患者的生存状况却依旧不尽人意。
目前,多数肝癌生存预测模型的研究依赖组织病理学和影像学特征。可现实很残酷,大部分肝癌患者确诊时已处于中晚期,根本无法获取肿瘤组织样本进行病理分析;而且影像学特征也不太靠谱,不同设备、参数设置以及研究人员的提取方法,都会让这些特征差异很大。所以,找到一种更准确、更实用的肝癌生存预测方法迫在眉睫。
在这样的背景下,来自安卡拉努姆内培训和研究医院以及安卡拉比尔肯特市医院的研究人员,在《Scientific Reports》期刊上发表了一篇名为《Machine learning-based survival analysis in hepatocellular carcinoma patients》的论文。他们试图借助机器学习(Machine Learning,ML)技术,来攻克肝癌生存预测这个难题。经过一系列研究,他们发现 ML 技术能可靠地预测肝癌患者 6 个月、1 年、2 年和 3 年的总生存(Overall Survival,OS)概率,AI 模型在综合评估各种临床和病理因素时,也能精准识别出大部分存活患者。这一发现意义重大,为肝癌患者的临床治疗决策提供了全新的思路和有力的支持。
为了开展这项研究,研究人员主要运用了这些关键技术方法:他们收集整理了 393 例 1 - 4 期肝癌患者的临床资料,建立起包含患者年龄、性别、吸烟状况、合并症等 28 个属性的数据集。在分析过程中,利用 SPSS 25.0 软件进行描述性统计分析,还用 MRMR、卡方(Chi-square)、方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)和 Kruskal - Wallis 等方法进行特征选择,找出影响患者死亡率的关键因素。此外,运用决策树、回归模型、支持向量机(Support Vector Machines,SVM)、朴素贝叶斯(Naive Bayes)、神经网络等多种机器学习算法,对患者死亡率和生存率进行预测。
下面来看看具体的研究结果:
- 患者基本情况和生存分析:通过对 393 例肝癌患者的资料分析发现,患者的中位年龄是 64 岁,男性患者居多。而且不同分期患者的中位 OS 差异明显,1 期患者的中位 OS 为 32 个月,4 期患者仅 4.5 个月。这表明肝癌分期越晚,患者生存时间越短。
- 预测患者生存率的实验结果:研究人员用多种机器学习模型预测患者 6 个月、1 年、2 年和 3 年的 OS。结果显示,不同分期和时间点的预测指标各有不同。比如,6 个月 OS 预测中,3 期患者的平均精度最高;1 期和 2 期患者的平均召回率最高。整体来看,各分期和时间点的预测都取得了一定成果,这说明机器学习模型在不同阶段的肝癌患者生存预测中都能发挥作用。
- 预测患者是否死亡的实验结果:在预测患者是否会死亡时,当不进行特征选择直接使用全部 28 个特征时,加权 KNN 方法表现最佳,准确率达到 87.5%。而使用特征选择方法后,结合中等高斯 SVM,准确率能提升到 87.8%。这表明特征选择方法和合适的机器学习算法相结合,能提高预测的准确性。
研究人员在讨论部分进一步分析,此次研究涵盖了各期肝癌患者,充分证明了 AI 技术在预测肝癌生存结局方面的有效性。不过,研究也存在一些局限性。比如这是一项单中心回顾性研究,样本量较小,随访时间较短,研究结果的普遍性可能受限,而且没有考虑患者的基因改变情况。所以,未来还需要多中心、大样本、长时间的前瞻性研究来进一步验证这些结论。
尽管存在不足,但这项研究意义非凡。它首次全面地研究了 ML 技术在各期肝癌患者生存预测中的应用,让人们看到了 AI 技术在肝癌临床治疗中的巨大潜力。如果未来能解决现有问题,将 AI 模型更好地融入临床实践,或许就能为肝癌患者带来更精准的治疗方案,大大提高他们的生存几率,为肝癌治疗领域带来新的曙光。