基于最优变分贝叶斯逻辑回归构建可解释的弥漫性大B细胞淋巴瘤复发预测模型
Construction of an Interpretable Predictive Model for Recurrence of Diffuse Large B-cell Lymphoma based on Optimal Variational Bayesian Logistic Regression
摘要目的 应用一种具有显著特征估计的最优变分贝叶斯逻辑回归(optimal variational Bayesian logistic re-gression model with a salient feature estimation,OVBLR-SFE)算法构建弥漫性大 B 细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lym-phoma,DLBCL)患者两年内的复发预测模型,对识别的重要因素进行解释及可视化,为患者的治疗提供决策依据.方法 回顾性收集了山西省某三甲医院2010年1月至2021年1月经治疗达到完全缓解的544例DLBCL患者信息,构建基于两种常用类别不平衡处理方法的OVBLR-SFE的复发预测模型,并与七种传统的分类器进行比较.使用十次十折交叉验证和模型评价指标来评估模型性能,评价指标包括准确度(accuracy)、精确度(precision)、召回率(recall)、F1分数(F1-score)和曲线下面积(area under the curve,AUC).OVBLR-SFE得出的特征重要性排名可将影响DLBCL患者两年内复发的重要因素进行解释及可视化,并与 SHAP(shapely additive explanations)和 AcME(accelerated model-agnostic explana-tions)方法进行比较.结果 SMOTEENN(synthetic minority oversampling technique and edited nearest neighbor)结合OVBLR-SFE 模型取得了最优的分类性能(accuracy=0.8195,precision=0.8430,recall=0.8808,F1-Score=0.8615,AUC=0.8907).OVBLR-SFE在可解释方面的性能与SHAP和AcME相当,三者均得出肿瘤长度、疾病分期、结外受累数量、国际预后指数、CD10和BCL6是影响DLBCL患者两年内复发的重要因素.结论 针对DLBCL实际数据集,本文通过SMOTEENN结合OVBLR-SFE的复发预测模型在性能上达到最优,并成功识别出影响DLBCL患者复发的重要因素,并对重要因素进行解释及可视化,为患者个性化治疗和医生决策提供参考.
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