[發(fā)明專利]一種頭頸部癌癥局部復(fù)發(fā)預(yù)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910042418.1
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109829488B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡聰;王鵬;朱望純;周甜;許川佩;朱愛軍;萬春霆;陳濤
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石燕妮

本發(fā)明提出一種頭頸部癌癥局部復(fù)發(fā)預(yù)測裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集數(shù)據(jù)構(gòu)成訓(xùn)練樣本；分組模塊，用于將所述訓(xùn)練樣本分組為訓(xùn)練集和測試集；特征提取模塊，用于對所述訓(xùn)練集進行特征提取；第一訓(xùn)練模塊，用于接收所述特征提取模塊提取的特征進行隨機森林訓(xùn)練，得到第一隨機森林分類器；第一測試模塊，用于將所述測試集輸入至所述第一隨機森林分類器；第二訓(xùn)練模塊，用于將所述第一隨機森林分類器的輸出作為輸入進行隨機森林訓(xùn)練，得到第二隨機森林分類器；第二測試模塊，用于將所述測試集輸入至所述第二隨機森林分類器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種預(yù)測裝置，具體涉及一種頭頸部癌癥局部復(fù)發(fā)預(yù)測裝置。

背景技術(shù)

精確腫瘤學(xué)旨在為患者量身定制癌癥的全方位的防治方案，特別是在癌癥預(yù)防，篩查，風(fēng)險分級，治療和治療結(jié)果評估等方面進行護理個性化。隨著我國醫(yī)療基礎(chǔ)設(shè)施的逐步完善，國家醫(yī)療機構(gòu)高校等科研機構(gòu)的通力合作下，可以預(yù)見，在不久的將來個性化治療將成為腫瘤臨床的標(biāo)準(zhǔn)治療。越來越多的實驗證明，癌癥的成因是生物基因或腫瘤基因的功能突變，這也改變了臨床治療方案的規(guī)劃，以便在特定患者群中實現(xiàn)更好的癌癥控制效果。另一方面，快速學(xué)習(xí)范式，(知識驅(qū)動型醫(yī)療保健)包括重復(fù)使用常規(guī)臨床數(shù)據(jù)以訓(xùn)練模型以獲得知識，用來預(yù)測患者的治療結(jié)果，這在腫瘤學(xué)界也得到了普及。盡管大多數(shù)精確腫瘤學(xué)的研究方法都集中在基因?qū)W技術(shù)上，但人們認(rèn)為只有多學(xué)科的交叉整合，集合基因組學(xué)，轉(zhuǎn)錄組學(xué)，蛋白質(zhì)組學(xué)，代謝組學(xué)研究等多方面學(xué)科，才能有效地解開生物學(xué)機制的奧秘。

由于腫瘤的不同分期所表現(xiàn)的特征并不相同，甚至有些差別很大，這使全面整合對癌癥風(fēng)險評估的工作顯得尤為重要。在空間域與時間域，腫瘤內(nèi)的基因特征，蛋白質(zhì)特征，細(xì)胞微環(huán)境特征，組織和解剖學(xué)病理特征等都會表現(xiàn)出相當(dāng)大的變化，這其中不乏關(guān)于腫瘤惡化擴散的有用信息。腫瘤通常由多個克隆癌細(xì)胞亞群組成，組成一個復(fù)雜的動態(tài)系統(tǒng)，由于它們微環(huán)境和外部治療的相互作用而表現(xiàn)出快速變異的特性。在生長速率，基因表達(dá)，擴散能力和免疫特征等方面，不同的癌細(xì)胞亞群可表現(xiàn)出不同的特征。這些特性可以通過在腫瘤內(nèi)觀察到的代謝活性，細(xì)胞增殖情況，富氧水平，PH值，血管系統(tǒng)和壞死區(qū)域的差異來描述。這種腫瘤內(nèi)的差異稱為腫瘤異質(zhì)性，即使在相同組織病理學(xué)類型的腫瘤中也可以看到顯著不同異質(zhì)性特征。具有這種異質(zhì)特征的腫瘤有著較高的復(fù)發(fā)擴散風(fēng)險，這也影響治療手段方法的選擇。

如今，隨著醫(yī)療體系的完善，幾乎每位患者都可以負(fù)擔(dān)的起影像篩查的費用，這使醫(yī)學(xué)成像在腫瘤內(nèi)變異的診查中發(fā)揮著核心作用。醫(yī)學(xué)圖像，如氟葡萄糖(FDG)正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和X射線計算機斷層掃描(CT)都是微創(chuàng)的檢查手段，它們?yōu)榻獯a腫瘤提供了大量的潛在數(shù)據(jù)來源。從所有類型的醫(yī)學(xué)圖像中定量提取高維可采集數(shù)據(jù)后進行分析，并用其輔助臨床決策，這一過程可稱為影像組學(xué)。從腫瘤成像特征推斷出基因表達(dá)特征和臨床表現(xiàn)的大量實驗，使該領(lǐng)域在過去幾年發(fā)展迅速。影像組學(xué)的基本假設(shè)是侵襲性腫瘤的基因組不同性質(zhì)的表達(dá)可以轉(zhuǎn)化為不同種類的腫瘤代謝和形成解剖病理學(xué)的腫瘤實體，從而提出將對醫(yī)學(xué)圖像的定量分析作為進行癌癥風(fēng)險評估的必要預(yù)后工具，并使之成為預(yù)后工作中不可或缺的一部分。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種頭頸部癌癥局部復(fù)發(fā)預(yù)測裝置。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種頭頸部癌癥局部復(fù)發(fā)預(yù)測裝置，其特征在于，該預(yù)測裝置包括：

數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集數(shù)據(jù)構(gòu)成訓(xùn)練樣本；

分組模塊，用于將所述訓(xùn)練樣本分組為訓(xùn)練集和測試集；

特征提取模塊，用于對所述訓(xùn)練集進行特征提取；

第一訓(xùn)練模塊，用于接收所述特征提取模塊提取的特征進行隨機森林訓(xùn)練，得到第一隨機森林分類器；

第一測試模塊，用于將所述測試集輸入至所述第一隨機森林分類器；

第二訓(xùn)練模塊，用于將所述第一隨機森林分類器的輸出作為輸入進行隨機森林訓(xùn)練，得到第二隨機森林分類器；