השוואה בין ביצועי חיזוי של שלוש מערכות שלב בלוטות לימפה בקרצינומה של תאי טבעת חותם המעי הגס בהתבסס על מודל למידת מכונה

Summary

מחקר זה מעריך מערכות פרוגנוסטיות לחולי קרצינומה של תאי טבעת חותם המעי הגס באמצעות מודלים של למידת מכונה וניתוחי סיכונים מתחרים. הוא מזהה סיכויי לוג של בלוטות לימפה חיוביות כמנבא טוב יותר בהשוואה לשלב pN, מדגים ביצועי חיזוי חזקים ומסייע בקבלת החלטות קליניות באמצעות כלי חיזוי הישרדות חזקים.

Abstract

מצב בלוטות הלימפה הוא מנבא פרוגנוסטי קריטי לחולים; עם זאת, הפרוגנוזה של קרצינומה של תאי טבעת חותם המעי הגס (SRCC) זכתה לתשומת לב מוגבלת. מחקר זה חוקר את יכולת החיזוי הפרוגנוסטית של סיכויי הלוג של בלוטות לימפה חיוביות (LODDS), יחס בלוטות הלימפה (LNR) ושלב pN בחולי SRCC באמצעות מודלים של למידת מכונה (Random Forest, XGBoost ו-Neural Network) לצד מודלים מתחרים של סיכונים. נתונים רלוונטיים חולצו ממסד הנתונים של מעקב, אפידמיולוגיה ותוצאות סופיות (SEER). עבור מודלים של למידת מכונה, זוהו גורמים פרוגנוסטיים להישרדות ספציפית לסרטן (CSS) באמצעות ניתוחי רגרסיה של קוקס חד-משתנים ורב-משתנים, ואחריהם יישום של שלוש שיטות למידת מכונה - XGBoost, RF ו-NN - כדי לוודא את מערכת השלבים האופטימלית של בלוטות הלימפה. במודל הסיכון המתחרה, נעשה שימוש בניתוחי סיכונים מתחרים חד-משתנים ורב-משתנים כדי לזהות גורמים פרוגנוסטיים, ונבנתה נומוגרמה כדי לחזות את הפרוגנוזה של חולי SRCC. האזור שמתחת לעקומת מאפיין ההפעלה של המקלט (AUC-ROC) ועקומות הכיול נוצלו כדי להעריך את ביצועי המודל. בסך הכל נכללו במחקר זה 2,409 חולי SRCC. כדי לאמת את יעילות המודל, קבוצה נוספת של 15,122 חולי סרטן המעי הגס, לא כולל מקרי SRCC, נכללה לאימות חיצוני. גם המודלים של למידת המכונה וגם נומוגרמת הסיכון המתחרה הציגו ביצועים חזקים בחיזוי תוצאות ההישרדות. בהשוואה לבימוי pN, מערכות ההיערכות של LODDS הפגינו יכולת פרוגנוסטית מעולה. לאחר ההערכה, מודלים של למידת מכונה ומודלים של סיכונים מתחרים השיגו ביצועי חיזוי מצוינים המאופיינים באבחנה, כיול ופרשנות טובים. הממצאים שלנו עשויים לסייע בקבלת החלטות קליניות מושכלות עבור מטופלים.

Introduction

סרטן המעי הגס (CRC) מדורג כגידול הממאיר השלישי בשכיחותו בעולם ^1,2,3. קרצינומה של תאי טבעת חותם (SRCC), תת-סוג נדיר של CRC, מהווה כ-1% מהמקרים ומאופיינת בשפע של מוצין תוך תאי העוקף את גרעין התא ^1,2,4. SRCC קשור לעתים קרובות לחולים צעירים יותר, יש לו שכיחות גבוהה יותר בנשים ויש לו שלבי גידול מתקדמים באבחון. בהשוואה לאדנוקרצינומה של המעי הגס, SRCC מראה התמיינות גרועה יותר, סיכון גבוה יותר לגרורות מרוחקות ושיעור הישרדות של 5 שנים של 12%-20%

Protocol

מחקר זה אינו מתייחס לאישור אתי והסכמה להשתתף. הנתונים ששימשו במחקר זה התקבלו ממאגרי מידע. כללנו חולים שאובחנו עם קרצינומה של תאי טבעת המעי הגס בין השנים 2004 ל-2015, כמו גם סוגים אחרים של סרטן המעי הגס. קריטריוני ההדרה כללו חולים עם זמן הישרדות של פחות מחודש, כאלה עם מידע קליני פתולוגי חלקי ומקרים שבהם סיבת המוות לא הייתה ברורה או לא מוגדרת.

1. רכישת נתונים

1. הורד את SEER. השג תוכנת סטטיסטיקה 8.4.3 מאתר מסד הנתונים של SEER (http://seer.cancer.gov/about/overview.html). לאחר הכניסה לתוכנה, לחץ על מפגש רשימת מקרים > נתונים ובחר את נתוני שכיחות SEER Research P....

Results

מאפייני המטופלים
מחקר זה התמקד בחולים שאובחנו עם SRCC במעי הגס, תוך שימוש בנתונים ממסד הנתונים של SEER המשתרעים על פני 2004 עד 2015. קריטריוני ההדרה כללו חולים עם זמן הישרדות של פחות מחודש, כאלה עם מידע קליני פתולוגי חלקי ומקרים שבהם סיבת המוות לא הייתה ברורה או לא מוגדרת. בסך הכל 2409 חולי SRCC במעי הגס שעמדו בקריטריוני ההכללה חולקו באופן אקראי לקבוצת אימון (N = 1686) וקבוצת אימות (N = 723). הפרמטרים הדמוגרפיים והקליניים של קבוצות ההכשרה והאימות נותחו באמצעות תוכנת R, כפי שמוצג בטבלה 1

Discussion

סרטן המעי הגס (CRC) SRCC הוא תת-סוג נדיר ומיוחד של סרטן המעי הגס עם פרוגנוזה גרועה. לכן, יש להקדיש תשומת לב רבה יותר לפרוגנוזה של חולי SRCC. חיזוי הישרדות מדויק עבור חולי SRCC הוא חיוני לקביעת הפרוגנוזה שלהם ולקבלת החלטות טיפול אישיות. במחקר זה, חקרנו את הקשר בין מאפיינים קליניים ופרוגנוזה בחולי SRCC וזיהינו את מערכת השלב האופטימלית של LN עבור חולי SRCC ממסד הנתונים של SEER. למיטב ידיעתנו, זהו המחקר הראשון שקובע את מערכת ה-LN המתאימה לחולי SRCC במעי הגס באמצעות שימוש מקיף בלמידת מכונה וש.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
מסד נתונים	SEER המכון הלאומי לסרטן בתוכנת NIH
X-tile	בית הספר לרפואה
R-studio	Posit