陳麗云

農(nóng)安衛(wèi)校附屬醫(yī)院

試析胃腸腫瘤標(biāo)志物診斷大腸癌之檢驗(yàn)

陳麗云

農(nóng)安衛(wèi)校附屬醫(yī)院

信息技術(shù)和生命科學(xué)是當(dāng)代標(biāo)志性學(xué)科，數(shù)據(jù)挖掘，又稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)中知識(shí)發(fā)現(xiàn)，醫(yī)學(xué)是與試驗(yàn)和信息結(jié)合非常緊密的科學(xué)，將有限的檢驗(yàn)信息提煉為高效的診治信息，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)挖掘工具，以項(xiàng)血清標(biāo)志物檢驗(yàn)診斷大腸癌為例，檢驗(yàn)報(bào)告客觀提供了檢測(cè)結(jié)果參考價(jià)值。

胃腸腫瘤；數(shù)據(jù)庫(kù)；血清標(biāo)志

一、一些相關(guān)的概念

我國(guó)在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)教育、質(zhì)量保證等方面有了很大的發(fā)展，但值得思索的是在技術(shù)層面還有待進(jìn)步。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，評(píng)價(jià)和肯定檢驗(yàn)項(xiàng)目的臨床價(jià)值，在技術(shù)上可以根據(jù)它的工作過(guò)程應(yīng)用于臨床實(shí)踐工作。它可以分為數(shù)據(jù)抽取、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理、數(shù)據(jù)展現(xiàn)。

從技術(shù)層面上來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)的抽取是數(shù)據(jù)進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)的入口。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的組織管理方式在數(shù)據(jù)展現(xiàn)方面主要的方式有：查詢(xún)、報(bào)表、可視化、統(tǒng)計(jì)和挖掘。

診斷試驗(yàn)含義是廣泛的，利用數(shù)據(jù)挖掘等方法，并行處理大量的數(shù)據(jù)。它包括各種化驗(yàn)室檢查，詢(xún)問(wèn)病史，從數(shù)據(jù)中得到關(guān)于數(shù)據(jù)關(guān)系，體檢所獲得的資料，使系統(tǒng)更便于管理和維護(hù)，得到各種影像診斷和儀器診斷等。

尤登指數(shù)又稱(chēng)正確指數(shù)，靈敏度又稱(chēng)真陽(yáng)性率，特異度又稱(chēng)真陰性率，因此，尤登指數(shù)是指靈敏度和特異度之和減去1，靈敏度和特異度是矛盾的統(tǒng)一體，是綜合評(píng)價(jià)真實(shí)性指標(biāo)，理想實(shí)驗(yàn)應(yīng)為1。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)表現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系。

準(zhǔn)確度：試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，也稱(chēng)效率。反應(yīng)檢出患者的能力，是真陽(yáng)性與真陰性人數(shù)之和占受試人數(shù)%，隨著診斷閡值的變化而變化，理想的實(shí)驗(yàn)應(yīng)為1。

陽(yáng)性預(yù)測(cè)值是另外一項(xiàng)指標(biāo)，具體地說(shuō)，它是指真陽(yáng)性人數(shù)占實(shí)驗(yàn)結(jié)果陽(yáng)性人數(shù)的百分比，可用以描述診斷性試驗(yàn)陽(yáng)性時(shí)患病的機(jī)率。預(yù)測(cè)值又稱(chēng)預(yù)告值，預(yù)示值，在不同患病率的人群中，一個(gè)診斷方法有其一定的特異度和靈敏度，陽(yáng)性結(jié)果的預(yù)測(cè)值不同，應(yīng)用它篩檢或診斷患病率不同的人群時(shí)，患病率低時(shí)，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值很低。

重復(fù)做試驗(yàn)時(shí)獲得相同結(jié)果的穩(wěn)定程度，我們稱(chēng)這項(xiàng)指標(biāo)為可靠性。繪制ROC曲線以實(shí)驗(yàn)靈敏度為縱坐標(biāo)，隨機(jī)的數(shù)據(jù)集中識(shí)別有效的，依照連續(xù)分組測(cè)定的數(shù)據(jù)，潛在有用的以及最終可理解的模式，利用曲線下的面積，根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘的方法，評(píng)價(jià)不同檢驗(yàn)項(xiàng)目或不同檢測(cè)方法，調(diào)節(jié)各處理單元間的連接權(quán)值，曲線下面積越大，其診斷價(jià)值越大。

二、試驗(yàn)的技術(shù)路線及目的

選擇有代表性的聯(lián)合檢驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)醫(yī)院信息系統(tǒng)和檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)信息系統(tǒng)，選取臨床診治具有指導(dǎo)意義的腫瘤標(biāo)志物，收集檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，認(rèn)真詳細(xì)記錄檢驗(yàn)結(jié)果相關(guān)信息，并進(jìn)行分類(lèi)整理，主要是臨床診斷和治療信息。分析評(píng)價(jià)各組病例檢驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)際臨床價(jià)值，根據(jù)合適的方法，構(gòu)建ROC曲線，對(duì)聯(lián)合試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，應(yīng)用診斷模型仿真預(yù)測(cè)值，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等進(jìn)行處理，驗(yàn)概率注釋檢驗(yàn)報(bào)告的臨床實(shí)踐，然后根據(jù)實(shí)際情況隨訪統(tǒng)計(jì)，在患病率高的人群中篩查較有意義。

通過(guò)對(duì)胃腸腫瘤標(biāo)志物數(shù)據(jù)的整理，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)等方法將確診大腸癌的數(shù)據(jù)分別提煉出來(lái)，對(duì)組合檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以胃腸腫瘤標(biāo)志物診斷大腸癌為例，計(jì)算出靈敏度和特異度，從技術(shù)層面畫(huà)出ROC圖形，在應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)后，選擇最佳數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行篩查診斷，要求最少有五組連續(xù)分組測(cè)定數(shù)據(jù)，ROC曲線下的面積大小顯而易見(jiàn)，在診斷性試驗(yàn)中，對(duì)篩查和診斷大腸癌都有更好的效果，并開(kāi)辟一條檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)臨床實(shí)踐，這對(duì)臨床實(shí)踐有很好的幫助。

三、實(shí)驗(yàn)的材料與方法

檢驗(yàn)組合共計(jì)2000份。

分組為：健康對(duì)照組、大腸癌組、其他疾病組。

所有研究對(duì)象抽取空腹靜脈血3ml。利用檢驗(yàn)科信息管理系統(tǒng)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，采用目前最先進(jìn)的標(biāo)記免疫測(cè)定技術(shù)。以Microsoft-Excel形式導(dǎo)出，方法具有敏感，快速和穩(wěn)定的特點(diǎn)。

采用基于誤差反傳原理多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。各組經(jīng)過(guò)篩查模型或診斷模型仿真預(yù)測(cè)，計(jì)算各個(gè)標(biāo)本胃腸腫瘤標(biāo)志物檢驗(yàn)結(jié)果，分別存入大腸癌篩查、癌診斷ROC數(shù)據(jù)集。

通過(guò)全息條形碼實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)，建立的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷模型，輸入篩查模型得到ANN計(jì)算值，得出診斷預(yù)測(cè)值（驗(yàn)后概率）的計(jì)算公式，體檢標(biāo)本查閱篩查模型的ROC數(shù)據(jù)集，得出本地區(qū)大腸癌的患病率，之后定期隨訪和不斷修正ROC數(shù)據(jù)集，其臨床實(shí)踐方法可存儲(chǔ)于檢驗(yàn)醫(yī)師工作站共享。

四、臨床意義

腫瘤標(biāo)志物是指存在于腫瘤細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，研究中引起腫瘤標(biāo)志物假陽(yáng)性有很多因素，隨著腫瘤研究深入，腫瘤標(biāo)志物增多，如常見(jiàn)的大腸癌的血清標(biāo)志物。腫瘤的發(fā)現(xiàn)有賴(lài)于腫瘤標(biāo)志物的輔助檢查，胃腸腫瘤發(fā)病因素主要與生活習(xí)慣有關(guān)。如高脂飲食、缺少運(yùn)動(dòng)、在血吸蟲(chóng)疫區(qū)的不潔生活方式等。

檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)是一個(gè)為臨床服務(wù)的二級(jí)學(xué)科，但如何運(yùn)用好的技術(shù)提供臨床依據(jù)，提高臨床對(duì)疾病的診斷效率，意義重大。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)稱(chēng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，能對(duì)腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行多次訓(xùn)練，并通過(guò)它自身的特點(diǎn)，得出最佳臨界值，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)相應(yīng)處理后，對(duì)此臨界值進(jìn)行ROC曲線分析，能夠最終使聯(lián)合試驗(yàn)提高診斷效率。目前發(fā)現(xiàn)腫瘤標(biāo)志物的方法有很多，但隨著醫(yī)學(xué)信息化的建設(shè)，證實(shí)了這種方法預(yù)測(cè)胃腸癌的敏感性要比其它技術(shù)高的多，即人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷效率最高。對(duì)疾病的診斷有很大幫助，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域良好的應(yīng)用前景。

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