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。
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。