一种基于TME表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统

专利检索2025-08-06  17


本发明涉及机器学习领域,尤其涉及一种基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统。


背景技术:

1、随着免疫疗法在乳腺癌治疗中的应用越来越多,目前,pd-l1表达已成为最受关注的肿瘤免疫检查点治疗相关生物标志物,然而对于多数肿瘤而言,pd-l1免疫组化检测作为抗pd-1或抗pd-l1治疗的生物学标志物具有不可靠性,因此需要其他生物标志物来预测患者对免疫疗法的反应,然而,基于肿瘤微环境的生物标记物虽然能有效预测免疫治疗的疗效,但其局限性在于基因信息获取的有创性,由此,为了避免pd-l1免疫组化检测的不可靠性或是基因信息获取时的有创性,如何基于影像组学来构建一个三阴性乳腺癌患者的tme表型预测系统,并根据所述tme表型来预测三阴性乳腺癌患者的免疫治疗疗效,是一个亟须解决的问题。


技术实现思路

1、本发明提供了一种基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,所述系统能够有效预测三阴性乳腺癌患者的tme表型,并根据tme表型来预测待评估患者的免疫治疗疗效。

2、本发明一实施例提供了一种基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,包括:数据获取模块、tme表型预测模块、免疫治疗疗效评估模块以及模型构建模块;

3、所述数据获取模块,用于获取待评估患者的mri影像;

4、所述tme表型预测模块,用于将所述mri影像输入至tme表型预测模型中,以使所述tme表型预测模型根据所述mri影像,预测所述待评估患者的tme表型,并将所述tme表型结果输入至免疫治疗疗效评估模块中;

5、所述免疫治疗疗效评估模块,用于根据所述tme表型结果,评估所述待评估患者的免疫治疗疗效;

6、所述模型构建模块,用于获取若干接受过免疫联合治疗的三阴性乳腺癌患者的mri影像,以及每一患者对应的tme表型和治愈结果;对所述mri影像进行特征提取,得到提取后的特征信息;构建一随机森林分类器,以所述特征信息作为tme表型预测模型的输入,以每一患者对应的tme表型和治愈结果为输出对所述随机森林分类器进行训练,将训练完成后的随机森林分类器作为所述tme表型预测模型。

7、进一步地,所述的基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,还包括:tme表型确定模块;所述tme表型确定模块包括:目标表达基因筛选单元、聚类单元以及tme表型确定单元;

8、所述目标表达基因筛选单元,用于获取若干患者的rna-seq数据,并基于预设的乳腺癌微环境基因纲要,从所述rna-seq数据中筛选出目标表达基因;

9、所述聚类单元,用于根据单样本基因富集分析,计算所述目标表达基因中每个细胞亚群的丰度,并根据所述目标表达基因中每个细胞亚群的丰度进行k-means聚类,得到k个聚类;

10、所述tme表型确定单元,用于根据所述k个聚类,确定目标tme表型,并将所述目标tme表型作为构建tme表型预测模型时所需的tme表型。

11、进一步地,所述tme表型确定模块,还包括:tme表型预后分析单元;

12、所述tme表型预后分析单元,用于在将所述目标tme表型,作为构建tme表型预测模型时所需的tme表型之前,根据目标tme表型,生成kaplan-meier生存曲线;

13、根据所述kaplan-meier生存曲线分别评估目标tme表型中每个细胞亚群的预后价值;

14、在所述预后价值超过预设值时,将所述目标tme表型,作为构建tme表型预测模型时所需的tme表型。

15、进一步地,构建tme表型预测模型时所需的tme表型包括:免疫炎症表型以及免疫沙漠表型。

16、进一步地,所述模型构建模块,在对所述mri影像进行特征提取,得到提取后的特征信息前,还包括:

17、对接受过免疫治疗的三阴性乳腺癌患者的mri影像进行标准化;

18、将标准化后的mri影像进行重采样,并对重采样后的mri影像进行图像分割。

19、进一步地,所述模型构建模块,还用于在得到mri影像后,将所述影像分为训练集以及测试集;通过所述训练集对所述随机森林分类器进行训练,通过所述测试集对训练完成后的随机森林分类器进行测试验证。

20、进一步地,在对所述随机森林分类器进行训练的过程中,将训练集进行n倍交叉验证,得到若干学习模型以及所述学习模型对应的评估精度值;取所述若干评估精度值的平均值,在所述平均值低于预设精度值时,重新调整随机森林分类器中的超参数,并在调整超参数后重新对所述随机森林分类器进行训练。

21、通过实施本发明具有如下有益效果:

22、本申请构建了一个三阴性乳腺癌患者tme表型的预测系统,通过获取待评估患者的mri影像,并将所述mri影像输入至tme表型预测模型中,以使所述tme表型预测模型根据所述mri影像,预测所述待评估患者的tme表型,并根据预测的tme表型来评估当前待评估患者的免疫治疗疗效,由此,所述tme表型预测模型通过对待评估患者的mri影像进行分析,从而得出当前待评估患者的tme表型,可有效避免pd-l1免疫组化检测的不可靠性以及基因信息获取时的有创性。



技术特征:

1.一种基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,其特征在于,包括:数据获取模块、tme表型预测模块、免疫治疗疗效评估模块以及模型构建模块;

2.如权利要求1所述的基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,其特征在于,还包括:tme表型确定模块;所述tme表型确定模块包括:目标表达基因筛选单元、聚类单元以及tme表型确定单元;

3.如权利要求2所述的基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,其特征在于,所述tme表型确定模块,还包括:tme表型预后分析单元;

4.如权利要求3所述的基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,其特征在于,构建tme表型预测模型时所需的tme表型包括:免疫炎症表型以及免疫沙漠表型。

5.如权利要求1所述的基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,其特征在于,所述模型构建模块,在对所述mri影像进行特征提取,得到提取后的特征信息前,还包括:

6.如权利要求1所述的基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,其特征在于,所述模型构建模块,还用于在得到mri影像后,将所述mri影像分为训练集以及测试集;通过所述训练集对所述随机森林分类器进行训练,通过所述测试集对训练完成后的随机森林分类器进行测试验证。

7.如权利要求6所述的基于tme表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,其特征在于,在对所述随机森林分类器进行训练的过程中,将训练集进行n倍交叉验证,得到若干学习模型以及所述学习模型对应的评估精度值;取所述若干评估精度值的平均值,在所述平均值低于预设精度值时,重新调整随机森林分类器中的超参数,并在调整超参数后重新对所述随机森林分类器进行训练。


技术总结
本发明公开了一种基于TME表型的三阴性乳腺癌免疫治疗疗效评估系统,包括:数据获取模块、TME表型预测模块、免疫治疗疗效评估模块以及模型构建模块;数据获取模块获取患者的MRI影像;TME表型预测模块将MRI影像输入至TME表型预测模型中以预测待评估患者的TME表型并将预测结果输入至免疫治疗疗效评估模块中以评估患者的免疫治疗疗效;模型构建模块获取若干患者的MRI影像以及每一患者对应的TME表型和治愈结果,构建一随机森林分类器并将获取到的数据输入至随机森林分类器进行训练,将训练后的随机森林分类器作为TME表型预测模型。通过实施本发明,可以预测三阴性乳腺癌患者的TME表型以及免疫治疗疗效。

技术研发人员:韩晓蕊
受保护的技术使用者:广州市第一人民医院(广州消化疾病中心、广州医科大学附属市一人民医院、华南理工大学附属第二医院)
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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