贵阳银行手机银行下载官方网站,cpa网站建设,中国做国际期货最大的网站,90设计网站如何接单一、 引言 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一#xff0c;也是全球范围内女性死亡率最高的癌症之一。据统计#xff0c;每年全球有超过200万人被诊断为乳腺癌#xff0c;其中约60万人死于该疾病。因此#xff0c;乳腺癌的早期诊断和风险评估对于预防和治疗乳腺癌具有非常重要… 一、 引言 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一也是全球范围内女性死亡率最高的癌症之一。据统计每年全球有超过200万人被诊断为乳腺癌其中约60万人死于该疾病。因此乳腺癌的早期诊断和风险评估对于预防和治疗乳腺癌具有非常重要的意义。 近年来机器学习和生存分析等数据挖掘技术在乳腺癌研究中得到了广泛应用。这些方法可以挖掘患者的临床、基因、影像等多种数据预测患者的生存期、疾病进展和治疗效果为临床决策提供科学依据。其中随机生存森林算法作为一种有效的生存分析方法已经在乳腺癌研究中得到了广泛应用。 本文旨在探讨基于随机生存森林算法进行乳腺癌风险评估模型训练的方法。具体而言我们将收集乳腺癌患者临床、基因和影像等多种数据进行预处理后使用随机生存森林算法训练乳腺癌风险评估模型并分析模型性能和特征重要性。通过本研究我们希望能够为乳腺癌早期诊断和风险评估提供一种新的方法和思路。 二、乳腺癌风险评估模型 2.1 传统风险评估方法局限性 传统的乳腺癌风险评估方法主要基于临床特征和家族史等风险因素如Gail模型和Tyrer-Cuzick模型。然而这些方法存在一些局限性。首先它们仅考虑了有限的风险因素忽略了其他潜在的重要因素如基因表达和影像学特征等。其次传统方法通常采用线性回归模型无法捕捉非线性关系和交互作用。最后由于传统方法对数据的假设较强对异常值和缺失值较为敏感。 2.2 随机生存森林算法简介 随机生存森林算法是一种基于决策树的机器学习方法可以用于生存分析和风险评估。与传统方法相比随机生存森林算法具有以下优势 首先它可以处理多种数据类型包括连续型、离散型和分类型数据以及高维数据。 其次该算法能够自动选择特征并且能够处理非线性关系和交互作用。 此外随机生存森林算法对异常值和缺失值具有较好的鲁棒性。 2.3 为何选择随机生存森林 本文选择随机生存森林作为乳腺癌风险评估模型的训练算法原因如下首先随机生存森林算法可以处理多种数据类型包括临床、基因和影像等多种数据使得模型能够充分利用多源数据的信息。其次该算法能够自动选择特征从而减少了人工特征工程的复杂性。最后随机生存森林算法能够捕捉非线性关系和交互作用提高了乳腺癌风险评估模型的预测性能。 通过选择随机生存森林算法作为乳腺癌风险评估模型的训练算法我们希望能够克服传统方法的局限性并提高乳腺癌风险评估的准确性和可靠性。 三、实例展示 「数据集准备」 library(survival)head(gbsg) 结果展示 pid age meno size grade nodes pgr er hormon rfstime status1 132 49 0 18 2 2 0 0 0 1838 02 1575 55 1 20 3 16 0 0 0 403 13 1140 56 1 40 3 3 0 0 0 1603 04 769 45 0 25 3 1 0 4 0 177 05 130 65 1 30 2 5 0 36 1 1855 06 1642 48 0 52 2 11 0 0 0 842 1 「示例数据集介绍」 str(gbsg)data.frame: 686 obs. of 10 variables: $ age : int 49 55 56 45 65 48 48 37 67 45 ... $ meno : int 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 ... $ size : int 18 20 40 25 30 52 21 20 20 30 ... $ grade : int 2 3 3 3 2 2 3 2 2 2 ... $ nodes : int 2 16 3 1 5 11 8 9 1 1 ... $ pgr : int 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ... $ er : int 0 0 0 4 36 0 0 0 0 0 ... $ hormon : int 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 ... $ rfstime: int 1838 403 1603 177 1855 842 293 42 564 1093 ... $ status : Factor w/ 2 levels 0,1: 1 2 1 1 1 2 2 1 2 2 ...age患者年龄meno更年期状态0表示未更年期1表示已更年期size肿瘤大小grade肿瘤分级nodes受累淋巴结数量pgr孕激素受体表达水平er雌激素受体表达水平hormon激素治疗0表示否1表示是rfstime复发或死亡时间以天为单位status事件状态0表示被截尾1表示事件发生 「划分训练集和测试集」 # 划分训练集和测试集set.seed(123)data - gbsg[,c(-1)]train_indices - sample(x 1:nrow(data), size 0.8 * nrow(data), replace FALSE)test_indices - sample(setdiff(1:nrow(data), train_indices), size 0.2 * nrow(data), replace FALSE)train_data - data[train_indices, ]test_data - data[test_indices, ] 「构建随机生存森林模型」 library(randomForestSRC)rfsrc_fit - rfsrc(Surv(rfstime,status)~., ntree 100, nsplit 5, importance TRUE, tree.errTRUE, datatrain_data)rfsrc_fit 结果展示 rfsrc_fit Sample size: 548 Number of deaths: 241 Number of trees: 100 Forest terminal node size: 15 Average no. of terminal nodes: 24.85No. of variables tried at each split: 3 Total no. of variables: 8 Resampling used to grow trees: swor Resample size used to grow trees: 346 Analysis: RSF Family: surv Splitting rule: logrank *random* Number of random split points: 5 (OOB) CRPS: 0.15674136 (OOB) Requested performance error: 0.29986439 「模型结果可视化变量重要性和误差」 plot(rfsrc_fit) 「绘制树结构」 plot(get.tree(rfsrc_fit,3)) 「绘制生存曲线」 plot.survival(rfsrc_fit,subset1:6) # 绘制前6个特征的生存曲线matplot(rfsrc_fit$time.interest, 100*t(rfsrc_fit$survival.oob[1:6,]), xlab time, ylab Survival, typel,lty1, lwd2) 「计算Brier score并绘图」 # 1. 采用km法计算Brier scorebs_km - get.brier.survival(rfsrc_fit, cens.model km)$brier.scorehead(bs_km)# 2. 采用rfsrc法计算Brier scorebs_rsf - get.brier.survival(rfsrc_fit, cens.model rfsrc)$brier.scorehead(bs_rsf) 结果展示 # km head(bs_km) time brier.score1 72 0.0018807232 98 0.0037693973 120 0.0074728024 160 0.0087299875 171 0.0124961306 173 0.014353439# rfsrc head(bs_rsf) time brier.score1 72 0.0018809382 98 0.0037723563 120 0.0074613214 160 0.0086929865 171 0.0124999456 173 0.014383175 绘制图形并比较 plot(bs_km,types,col2,lwd3)lines(bs_rsf,type s,col4,lwd3)legend(bottomright, legend c(cens.modelkm, cens.moedlrfs), fill c(2,4)) 「变量重要性」 importance - subsample(rfsrc_fit)plot(importance) 「绘制部分依赖图PDP」 # 1. 连续变量age对事件发生率的影响partial_obj - partial(rfsrc_fit, partial.xvar age, partial.type mort, partial.values rfsrc_fit$xvar$age, partial.time rfsrc_fit$time.interest)pdta - get.partial.plot.data(partial_obj)plot(lowess(pdta$x, pdta$yhat, f 1/3), type l, xlab age, ylab adjusted mortality) # 2. 分类变量grade对事件发生率的影响grade - quantile(rfsrc_fit$xvar$grade)partial.obj - partial(rfsrc_fit,partial.type surv,partial.xvar grade,partial.values grade,partial.time rfsrc_fit$time.interest)pdta - get.partial.plot.data(partial.obj) ## plot partial effect of gradefsky on survivalmatplot(pdta$partial.time, t(pdta$yhat), type l, lty 1, xlab time, ylab gradefsky adjusted survival)legend(topright, legend paste0(grade , unique(grade)), fill 1:3) 「优化节点参数」 tune.nodesize(Surv(rfstime,status) ~ ., data) 结果展示 tune.nodesize(Surv(rfstime,status) ~ ., data)nodesize 1 error 33.31% nodesize 2 error 32.82% nodesize 3 error 32.01% nodesize 4 error 33.09% nodesize 5 error 33.88% nodesize 6 error 33.13% nodesize 7 error 33.12% nodesize 8 error 32.78% nodesize 9 error 32.79% nodesize 10 error 31.9% nodesize 15 error 33.69% nodesize 20 error 33.31% nodesize 25 error 33.49% nodesize 30 error 34.14% nodesize 35 error 34.17% nodesize 40 error 33.66% nodesize 45 error 33.94% nodesize 50 error 33.13% nodesize 55 error 34.57% nodesize 60 error 34.56% nodesize 65 error 35.26% nodesize 70 error 35.12% nodesize 75 error 33.26% nodesize 80 error 49.99% nodesize 85 error 49.99% nodesize 90 error 49.99% optimal nodesize: 10 $nsize.opt[1] 10$err nodesize err1 1 0.33305462 2 0.32822373 3 0.32014124 4 0.33091795 5 0.33881466 6 0.33128957 7 0.33119668 8 0.32775929 9 0.327945010 10 0.319026411 15 0.336863612 20 0.333054613 25 0.334912714 30 0.341415815 35 0.341694516 40 0.336584917 45 0.339372018 50 0.331335919 55 0.345689320 60 0.345596421 65 0.352610622 70 0.351217023 75 0.332590124 80 0.499907125 85 0.499907126 90 0.4999071 优化后的最佳节点数为10。 四、结论 本文的研究目的是开发一个乳腺癌风险评估模型以提高对乳腺癌患者的早期诊断和预测能力。为了实现这一目标我们介绍了传统风险评估方法的局限性并引入了随机生存森林算法作为乳腺癌风险评估模型的训练算法。 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一早期诊断和预测对于患者的治疗和生存率至关重要。本文提出的乳腺癌风险评估模型具有潜在的价值和应用前景。 首先该模型可以为医生和患者提供更准确的乳腺癌风险评估结果帮助医生制定个性化的预防和治疗方案。其次该模型可以帮助筛查高风险人群并提供早期诊断的指导从而提高乳腺癌的生存率。此外该模型还可以用于辅助临床决策、优化资源分配和指导公共卫生政策。 然而需要注意的是乳腺癌风险评估模型仍处于研究阶段还需要进一步的验证和改进。同时随着技术的不断进步和数据的积累乳腺癌风险评估模型的性能和应用前景也将进一步提升。 总之本文的研究为乳腺癌风险评估提供了一种新的方法并展示了随机生存森林算法在乳腺癌风险评估中的潜力。这一研究对于乳腺癌的早期诊断和预测具有重要的临床意义和实际应用价值。 *「未经许可不得以任何方式复制或抄袭本篇文章之部分或全部内容。版权所有侵权必究。」
