基于多任務(wù)循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)帶狀回歸模型的乳腺癌個(gè)體生存分析

陳 睿，蔡 念，羅智浩，劉 璇，黎 劍

（1.廣東工業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院, 廣東 廣州 510006；2.中山大學(xué)腫瘤防治中心 華南腫瘤學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣東 廣州510060；3.中山大學(xué)腫瘤防治中心 廣東省惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心, 廣東 廣州 510060）

乳腺癌已成為全球最常見的女性癌病，是最致命的女性癌癥之一[1]， 2020年約有68.5萬女性死于患乳腺癌[2]。研究發(fā)現(xiàn)部分乳腺癌患者在確診后十年期間仍存活于復(fù)發(fā)可能性的陰影之下[3]，因此針對乳腺癌患者的預(yù)后管理顯得尤為重要，但其適用性和有效性又受限于臨床醫(yī)生頗具主觀性的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)。近年來，生存分析[4]技術(shù)被用以輔助像乳腺癌這種發(fā)病不明顯、病程較長的疾病制定預(yù)后措施，研究人員將預(yù)后和預(yù)測特征即患者病理協(xié)變量獨(dú)立或整合以指導(dǎo)患者的治療[5]。鑒于個(gè)體化醫(yī)學(xué)的重要性，研究人員結(jié)合當(dāng)下個(gè)體化醫(yī)學(xué)研究中流行的用于發(fā)現(xiàn)并識(shí)別復(fù)雜數(shù)據(jù)之間模式和關(guān)系的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對乳腺癌等長病程數(shù)據(jù)集進(jìn)行個(gè)體生存分析。此類方法基于患者間的病理協(xié)變量表達(dá)差異實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的生存風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)，進(jìn)而繪制患者個(gè)體生存曲線，以輔助實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療。

近年來，個(gè)體生存分析研究主要分為基于Cox比例風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)的生存分析和無參數(shù)型離散生存分析。Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型假設(shè)獨(dú)立協(xié)變量對生存時(shí)間的影響不隨時(shí)間而變化，以評估多個(gè)協(xié)變量對生存的影響[6]。Katzman等[7]基于Cox對數(shù)比例風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)搭建一個(gè)深度前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)DeepSurv，用于預(yù)測患者協(xié)變量對風(fēng)險(xiǎn)率的影響。……