Uporaba Weibullovega modela za preživetje bolnikov z rakom želodca
Abstract
ozadju
raziskovalcev v medicinskih znanosti raje zaposlujejo Cox model za analizo preživetja. V nekaterih primerih pa lahko parametrične metode zagotavljajo natančnejše ocene. V tej študiji smo uporabili Weibullova model za analizo napovednih dejavnikov pri bolnikih z rakom želodca in v primerjavi z Cox.
Metode
smo naknadno študiral 1715 bolnikov z rakom želodca. Starost ob diagnozi, spol, družinska zgodovina, anamneza, lokacija tumorja, velikosti tumorja, eradikativno stopnjo kirurgijo, globine tumorske invazije, v kombinaciji drobovja, patološke fazi, histološko razreda in statusa bezgavk so bili izbrani kot potencialne prognostičnih dejavnikov. Weibull in Cox modela so bile izvedene s stopnjo nevarnosti in Akaike informacijsko merilom (AIC), za primerjavo učinkovitosti modelov.
Rezultati
rezultati obeh Weibull in Cox je pokazala, da so imeli bolniki z anamnezo raka na želodcu tveganje za smrt občutno povišale sledi slabo diferenciran ali zmerno diferenciran v histološki razredu. so bile ugotovljene tudi eradikativno stopnja kirurgije, patološki fazi, globina tumorske invazije in lokacijo tumorja, kot je bilo ugotovljeno neodvisni napovedni pomemben dejavnik. Starost je bila pomembna le v Weibullovega modela.
Zaključek
Iz rezultatov multivariatne analize podatkov odločno podprl Weibull lahko izzove natančnejše rezultate kot alternativa Cox, ki temelji na AIC.
Ozadje
želodčne karcinom (GC) je eden od glavnih vzrokov smrti, povezanih z rakom na svetu [1-3], in je najpogostejši maligni tumor v Aziji, vzhodni Evropi in Južni Ameriki [4, 5]. Na Japonskem, raka na želodcu uvršča na prvo mesto pri ženskah in drugo mesto pri moških glede na vzrok smrti zaradi malignega tumorja [6, 7]. Čeprav je starostno standardizirana stopnja umrljivosti GC na Kitajskem znižala zdaj, je še vedno tretji najpogostejši vzrok smrti pri moških po pljuč in jeter raka, in peti pri ženskah. Za lokalno bolnikih z napredovalim rakom želodca, 5-letno preživetje je pod 20%, in to je približno 30% za tiste, ki so opravili kirurško zdravljenje. Tudi ob kurativne resekciji, samo 30-50% bolnikov preživi po 5 let [8, 9]. V zvezi z zdravljenjem raka želodca, je kirurški poseg šteje za najboljši način za doseganje dobrih rezultatov [10]. Vendar pa je še vedno veliko izzivov za prebavil zdravnikov osvojiti. Ocenjuje se, da najmanj 80% bolnikov ponovijo bolezni, tudi po tem, ko so sredstva za sanacijo želodca resekciji. Prejšnje študije poskušali ugotoviti, kliniki patološke dejavnike in socialno-demografske značilnosti, povezane z visoko stopnjo ponovitve. Te študije je sestavljen nasprotujoče si rezultate v zvezi z neodvisnimi prognostičnih dejavnikov, ki vplivajo na preživetje bolnikov z GC [1].
Parametric metod, ki vključujejo eksponentna, Weibull, lognormalno, gama in ekstremne vrednosti razdelitve so se pogosto uporablja v podatkih opremljanja preživetju [ ,,,0],11]. Cox metoda semi-parametrični [12] je bila prav tako v veliki meri uporabljajo za modeliranje teh podatkov. Te metode so predstavljeni upošteva razmerje med preživetjem in nekaterimi spremljajočimi spremenljivk, kot so starost, spol, družinsko anamnezo raka želodca, ali diagnostične značilnosti. Pravzaprav, v medicinski znanosti, raziskovalci nagibajo k uporabi Cox metodo semi-parametrični namesto parametrične metode za analizo podatkov za preživetje. Na primer, so bile študije, ki so bile izvedene v oceni učinka kliniko-patoloških in demografskih dejavnikov na preživetje bolnikov z rakom na želodcu, ki uporabljajo Cox model, da bi našli ustrezne razmerje med časom preživetja in spremenljivk [13-15]. Glavni razlog je, da se zdi, da se manj predpostavke pri uporabi Cox metode semi-parametrični. V nekaterih primerih pa lahko parametrične metode zagotavljajo natančnejše ocene [16, 17]. Mnogi od modelov parametrov, kot Weibull se pospešeno čas odpoved modelov. Weibull omogoča večjo fleksibilnost kot Cox modela semi-parametrični, ker je povezana stopnja nevarnosti ni konstantna glede na čas. Prav tako smo uporabili najvišjo proces verjetja za oceno neznanih parametrov in njegova razlaga in tehnika so seznanjeni za raziskovalce.
V tej študiji smo želeli oceniti morebitne prognostičnih dejavnikov, ki lahko vplivajo na preživetje bolnikov z rakom želodca, ki zaposlujejo Weibullova modela in primerjavo rezultatov analitične z modelom proporcionalno nevarnosti Cox.
metode
Viri podatkov
smo pregledali v bolnišnici bazo podatkov 1814 bolnikov z rakom želodca in ki so doživeli kirurško zdravljenje v Tongji bolnišnici v Wuhan, Kitajska, v letih 1995 do leta 2006. Mi naknadno pregledali svoje zdravstvene kartoteke in izključeni 99 bolnikov za nepopolno medicinsko dokumenta. Na koncu je bilo 1.715 bolnikov, vključenih v naši raziskavi. Nato so s programiranim spremljali urnik opaziti pri vseh bolnikih. Preživetje Podatki so bili zbrani s pomočjo telefonskih intervjujev z bolniki in /ali njihovi sorodniki, ki so bili doma v času intervjuja. Ta študija je odobril Odbor za etiko Huazhong University of Science & Tehnologija.
Želodca stopnjo raka je bila ocenjena glede na Mednarodna zveza proti raku (UICC) klasifikaciji TNM malignih tumorjev [18]. Analiza preživetja je temeljila na kliničnih in patoloških spremenljivk, ki so bile pod-večplastna v družinsko anamnezo GC, histološko razredu (dobro, zmerno in slabo diferenciacija), lokacija tumorja (zgornji, srednji in spodnji) v želodcu, v fazi karcinom (I, II, III, IV) globino penetracije tumorja (T1, T2, T3 in T4), kot je skupni odbor ameriškega definirano za raka (AJCC), N kategorije na osnovi števila metastatskih bezgavk (pN0: 0, pN1: 1-6, pN2: 15/07, pN3: > 15), ki ga je Mednarodna zveza za boj proti raku (UICC) in skupnega odbora ameriškega raka (AJCC) v 5. izdaji TNM sistem v letu 1997 [19].
statistična analiza
statistika izračuni so bili izvedeni s pomočjo statistične programske opreme SAS, različica 9.1. Kvantitativni rezultati so izraženi kot standardni odklon povprečne ± (SD). Univariatna analiza je bila izvedena s pomočjo Kruskal-Wallis in t
test. Razlike v P
< 0.05 so pomembna. Spremenljivki, ki so bile opredeljene kot pomembne dejavnike v celotnem univariatno analizo so bili izbrani za multivariatne analize, ki smo jo opravili zaposlujejo WEIBULL in Cox je sorazmeren vzorec nevarnosti za izgradnjo napovednih kazalcev za preživetje pri bolnikih z rakom želodca. Graf log negativnega dnevnik ocenjene funkcije družinske časom log (z opredelitvijo LLS) je bil sestavljen. LLS plot lahko zagotovi vizualni pregled ustreznosti Weibullovega modela za podatke o preživetju [20]. HR (stopnja nevarnosti) in AIC (Akaike Informacije Merilo), so bili uporabljeni za primerjavo učinkovitosti modelov med Weibull in Cox modelu. AIC je merilo dobroti ujemanja modela ocenjuje, da jih Akaike predlagana v 1974 [21] in je praktičen način trgovanja off kompleksnost ocenjenega modela pred kako dobro model prilega podatke. Spodnja AIC kaže boljšo verjetnost.
Rezultati
kliničnih in patološke značilnosti
značilnosti bolnikov so bile navedene v preglednici 1. A skupno število 1715 bolnikov z rakom želodca vpisanih na tej študiji, so bili 465 (27,1%) žensk in 1250 (72,9%) moški. Povprečna starost ob diagnozi je bila 57,5 ± 10,9 let (razpon = 21 ~ 90 let). Dokazi o zgodovini družine in anamnezo GC so opazili pri 284 bolnikih (16,6%) in 457 bolnikov (26,6%) oz. Od vseh bolnikov, 1315 bolnikov (78,8%) je imelo velikost tumorja ≥ 40 mm, 492 bolnikov (28,7%) z diagnozo stadiju IV raka želodca. Tumorji so bili v spodnjem tretji želodca pri 1086 bolnikih (63,3%), v srednji tretjini želodca pri 281 bolnikov (16,4%), v zgornjem tretjem želodca pri 193 bolnikov (11,3%) in cela želodcu 155 bolnikov ( 9,0%). Med vsemi bolniki, 809 (47,8%) bolnikov je dobilo povsem eradikativno stopnjo operacijo. Tumorji so razvrščene kot tudi razlikujejo pri 521 bolnikih (30,3%), nekoliko se razlikujejo pri 253 bolnikih (14,8%), in slabo diferencirani pri 941 bolnikih (54,9%). Vključevanje bezgavka opredeljena AJCC klasifikacije vključijo 629 bolnikov z N0 kategorije, 717 bolnikov z kategorije N1, 272 bolnikov z N2 kategoriji, in 97 bolnikov z kategoriji N3. AJCC T1 o globini invazije je bila ugotovljena pri 145 bolnikih (8,5%), AJCC T2 pri 879 bolnikih (51,3%), AJCC T3 pri 549 bolnikih (32,0%), in AJCC T4 pri 142 bolnikih (8,3%). Tabela 1 kliniki -pathological značilnosti bolnikov z rakom želodca
Dejavniki
Kategorije
No. bolnikov (%)
P
vrednosti
Spol
Moški
465 (27,1)
0.301
Moški
1250 (72,9)
starost
57,5 ± 10,9
< 0,001
Past anamneze
št
1258 (73,4)
0,022
Da
457 (26,6)
družinsko anamnezo raka želodca
št
1431 (83,4)
0,431
Da
284 (16,6)
Lokacija tumorja
Spodnja tretjina
1086 (63,3)
< 0,001
Srednja tretji
281 (16,4)
zgornji tretjini
193 (11.3)
Cela želodec
155 (9.03)
eradikativno stopnjo operacijo
Popolnoma
809 (47,8)
< 0,001
Relativno
473 (27,6)
Paliativna
433 (25,2)
velikost tumorja (mm)
< 40
364 (21,2)
< 0,001
≥40
1315 (78,8)
fazi
sem
301 (17,5)
< 0,001
II
425 (24,8)
III
497 (29,0)
IV
492 (28,7)
kombiniran drobovja
št
1323 (77,1)
<0,001
Da
392 (22,9)
histološke razred
No različnega
521 (30,3)
< 0,001
zmerno diferenciran
253 (14,8)
Slabo razlikujejo
941 (54,9)
globina invazije
T1
145 (8.5)
< 0,001
T2
879 (51,3)
T3
549 (32,0)
T4
142 (8.3)
limfnega vozla stanje
N0
629 (36,7)
< 0,001
N1
717 (41,8)
N2
272 (15,9)
N3
97 (5.7)
T1, tumorja napade lamina Propria ali submucosa;
T2, tumorja napade muscularis Propria ali subserosa;
T3 : tumorja prodrejo korena brez vdora v sosednjih objektov;
T4: Tomour napade sosednjih struktur;
N0, metastaze v 0 regionalnih bezgavkah;
N1, metastaze v 1 do 6 regionalnih bezgavk;
N2 , metastaze v 7 do 15 regionalnih bezgavk.
N3, metastaze v več kot 15 regionalnih bezgavk
Porazdelitev časa preživetja
Ponavadi je prvi korak pri analizi podatkov preživetja je ocena porazdelitev časa preživetja. Slika 1 prikazuje graf log (-log (ocenjena funkcija preživetja)) proti log (čas odpovedi), tj LLS parcelo. Če Weibullov model je to primerno, mora LLS krivulja je ravna črta, ki ni nujno, da gre skozi izhodišče. To je zato, ker S (t) = exp (- (la t) ^ alfa) velja, če -log S (t) = (la t) ^ a, ali če log (-log S (t)) = alfa log (la ) + alfa log t. Naklon črte v LLS ploskvi je Weibull oblika parameter alfa in nanj je alfa log (la). V tej študiji je LLS plot izgleda približno linearno ki grafično kaže, da je porazdelitev preživetje delovni čas šteje Weibull. Poleg tega je bila vrednost presečišča in obsega -3,324 in 1,362, v tem zaporedju, in alfa vrednost je 0.734 dano od rezultatov SAS. . Slika 1 Dnevnik negativen Prijava ocen funkcijskih preživeli
Multivariatno Weibull in Cox analiza napovednih dejavnikov
V univariantne analizi, starost (P
< 0,001), mimo anamneza (P
= 0,022) , velikost tumorja (P
< 0,001), histološko razred (P
< 0,001), lokacija tumorja (P
< 0,001), eradikativno stopnja kirurgije (P
< 0,001) , stopnja tumor (P
< 0,001), v kombinaciji evisceration (P
< 0,001), globina invazije (P
< 0,001), in bezgavko status (P
< 0,001 ) so bile ugotovljene pomembne dejavnike, ki vplivajo na celotno preživetje v vseh želodčnih bolnikih z rakom, ki so doživeli kirurško zdravljenje (tabela 1). Spremenljivke prikazano, da so statistične značilnosti v univariantne analize preživetja so nadalje ocenjujejo Weibulijeva in Cox multivariatne analize. Glede na rezultate obeh Cox in Weibullovih bolnikov modela z anamnezo raka na želodcu je bilo tveganje za smrt v obdobju od razmerja nevarnosti, v Cox regresije in Weibullovega modela sledi slabo diferenciran in zmerno razlikuje v histološki razredu znatno povečal (P
< 0,05). so bile ugotovljene tudi eradikativno stopnja kirurgije, patološki fazi, globina tumorske invazije in lokacije tumorja kot je bilo ugotovljeno neodvisni napovedni pomemben dejavnik. Starost je pomembna Weibulijeva modelu, vendar nepomembno Cox model multivariatne analize (tabela 2, 3). Niti Cox niti Weibull model v obeh univariantne in multivariatne analize kažejo nobenih dokazov o pomembnih razlik med spoloma in družinsko zgodovino raka. V multivariantnih modelih je imela Weibullov model najustreznejšo glede na znižanje ACI (tabela 3) .table 2 Multivariatna analiza Weibullovega modela parametrične s prognostičnih dejavnikov
Lastnosti
β
χ
2
vrednost
P
value
Intercept
0.76
0.53
0.467
Age
-0.03
6.27
0.012
Past Zdravstvena anamneza
-0,11
7.13
0.008
Lokacija tumorja -
25.40
< 0,001
Spodnja tretjina
0,40
8.83
0.003
Bližnji tretji
0,41
7.34
0.007
Zgornja tretjina
-0,17
1,08
0,299
Cela želodec *
0
- -
eradikativno stopnja kirurgije -
20.62
< 0,001
Popolnoma
1,00
83,46
< 0,001
Relativno
0,91
42.27
< 0,001
Paliativna *
0
- -
histološke razred -
12.51
0.002
No diferencirano
-0,08
0,80
< 0,001
zmerno razlikuje
0,34
9.30
0,082
Slabo razlikujejo *
0 -
-
Globina invazije -
49.11
< 0,001
T1
0,77
10.55
0.001
T2
0,22
2,48
0,115
T3
0,21
2.29
0.130
T4 *
0
- -
Stage -
22.41
< 0,001
sem
0,62
8.27
0,004
II
0,76
21.22
< 0,001
III
0,27
6.23
0.013
IV *
0 -
-
* stoji za kontrolno skupino, ostalo pa jih primerjate z nadzorne
Tabela 3 Multivariatno analizo Cox in Weibullove modelu z prognostičnih dejavnikov
Lastnosti
Cox (AIC = 4534,21)
Weilbull (AIC = 1693,28)
HR (IZ: 95%) HR (CI: 95%) Starost 1,01 (0,98-1,03) 1,03 * (1,01-1,06 ) Past anamneza Ne 1 1 Da 1.17 * (1.03-1.33) 1,22 * (1.05-1.40) Kraj tumorja Spodnja tretjina 1 1 Bližnji tretji 0,93 (0,74-1,18) 0,99 (0,86-1,25) Zgornja tretjina 1,47 * (1,12-1,93) 1,35 * (1,19-1,53) Cela želodec 1,45 * (1,08-1,93) 1,47 * (1.21-1.75) eradikativno stopnjo kirurgije Popolnoma 1 1 Relativno 1,03 (0,77-1,39) 1,79 * (1.64-1.92) Paliativna 2.16 * (1.71-2.73) 4.07 * (3.85-4.34 ) histološke razred dobro diferenciran 1 1 zmerno razlikuje 1,12 * (1.05-1.19) 1.14 * (1,08-1,24) Slabo diferencirana 1,25 * (1,18-1,33) 1,34 * (1,17-1,55) globina invazije T1 1 1 T2 1,97 * (1,53-2,54 ) 2.40 * (2.10-2.53) T3 2,19 * (1,68-2,86) 2,77 * (2,53-2,96) T4 2,50 * (1,82-3,44) 3.15 * (3,20-3,99) fazi sem 1 1 II 0,97 (0.57-1.63) 1,15 (0,91-1,42) III 1,57 (0,97-2,56) 1,93 * (1.66-2.25) IV 2,06 * (1.21-3.51) 3,03 * (2.76-3.80) * pomembna pri 5% stopnja HR, razmerje tveganja; CI, interval zaupanja AIC, akaike informacijskim kriterijem Razprava Na področju medicinskih ved, raziskovalci so zainteresirani za ocenjevanje modela preživetja s vektor pojasnjevalnih spremenljivk z uporabo Cox proporcionalnega modela nevarnosti več kot parametričnih modelov. Pri izvajanju analize preživetja zaposluje Cox modela, je treba preveriti, temeljne predpostavke. Cox model predpostavlja, da bodo spremembe v ravni neodvisnih spremenljivk proizvodnjo sorazmerne spremembe v funkciji nevarnosti, neodvisno od časa. Prav tako predpostavlja odnos log-linearni med funkcijo nevarnosti ter čas in poljubno število metričnih in /ali nonmetric spremenljivk. V resnici pa predpostavke, da Cox sorazmernih tveganj modeliranje zahteva, ne sme biti verjetna v mnogih situacijah [22], zlasti na področju biomedicine. Če se te predpostavke ne drži, bo model Cox vodi zanesljivih sklepov. Na žalost, po pregledu Altmana preživetja analize v rakavih revijah, le 5 odstotkov vseh študij, ki uporabljajo model Cox preveri predpostavke, [23]. V tem času so bili razviti različni modeli parametrov, kot so Weibull in lognormalno za analizo podatkov za preživetje. Ti modeli lahko zagotovi razlago, ki temelji na posebnih distribucije za čas preživetja brez potrebujete sorazmernih predpostavke nevarnosti. Če je čas preživetja Weibull ali eksponentno porazdeljena, analiza z uporabo parametrične metode je močnejši [16]. To pomeni, da v določenih okoliščinah lahko parametrične modele, kot so Weibulijeva, eksponentno in lognormalno pridobiti točnejše rezultate kot Cox modelu. Ker je čas preživetja prebivalstva običajno eksponentno ali Weibull razdeljeni na področju medicine, zato bo parametrični model bolj učinkovita in lažje določiti kot ustrezne semiparametric ali neparametrični enem in so bolj prilagodljivi, saj omogoča enostavno vključevanje spremenljivk. Številne študije, ki se uporabljajo parametrične modele za oceno napovednih dejavnikov, ki vplivajo na čas preživetja bolnikov z rakom dokazati, da parametrični modeli ponujajo prednosti pred Cox modela [16, 24]. Namen te študije je bil raziskati primerjalno uspešnost Weibullovega modela in Cox model v analizi preživetja bolnikov z rakom želodca. Uporabili smo Akaike Informacije Merilo (AIC) ovrednotiti dva modela. V nedavnem pregledu preživetja analize je bilo ugotovljeno, da so številne študije so tudi pokazale klinične in patološke značilnosti bolnikov so pojasnjevalnih spremenljivk v zvezi s preživetjem [25-27]. V tej študiji smo raziskali učinke starost ob diagnozi, spol, družinsko anamnezo raka, mimo anamneza, lokacije tumorja, velikosti tumorja, eradikativno stopnjo kirurgijo, globine tumorske invazije, patološko fazi, histološko naziv in status bezgavk v času preživetja. Oba Weibull in Cox multivariatna analiza je pokazala, da je z anamnezo raka na želodcu, je pri bolnikih znatno povečano tveganje za smrt in nato še slabo diferenciran in zmerno razlikuje v histološki razredu. Poleg tega so eradikativno stopnja operaciji, patološko fazi, globine tumorske invazije in mesto tumorja opredeljeni kot neodvisni prognostičnih dejavnikov pri bolnikih z GC, kot tudi. V naših rezultatov, spol ni pokazala vpliva na stopnjo preživetja. Toda nekatere študije pokazale, da boljše preživetje za ženske [28], drugi so poročali, da [6]. Starost ob diagnozi je bila ves čas nižje preživetja za raka na želodcu pri ženskah močna in neodvisna hkratna za preživetje bolnikov z GC, in mladi bolniki so imeli boljše preživetje kot je navedeno v prejšnjem poročilu [29]. Velikost tumorja je pomemben dejavnik, ki je imelo učinek na verjetnost preživetja bolnikov v univariantne analize, ki je podobna nekaterih drugih študijah [30, 31]. Globina invazije je bil še en izjemen napovedni kazalec tako univariantne in multivariatne analize. Naša ugotovitev je v skladu s prejšnjimi poročili pokazala, da ima globina invazije vpliva na bolnikovo preživetje [32, 33]. Faza ob diagnozi je bilo močno povezano z napovedjo v naši raziskavi, ki je ugotovitev ponavlja v številnih drugih študij [34-36]. Prejšnja poročila so pokazala, da je število metastatskih bezgavk močan napovednik preživetja. Bolniki z metastazami do 7 ali več bezgavk (N2, N3) je imel predvsem slabše rezultate v primerjavi z bolniki brez bezgavkah ali metastaz pri 1 do 6 vozlišč [1, 2, 37]. Vendar naše ugotovitve niso v skladu s tistimi, ki že poročali so jih pokazali multivariatne analize. Poleg tega naši študijski rezultati kažejo, da je histološka klasifikacija neodvisen napovednik preživetje. V naši raziskavi, starost je pomembna Weibullovega modela, vendar je nepomembno Cox regresijo za multivariatne analize. Cox model bo uporabljena le, če je stopnja ogroženosti ostaja nespremenjena glede na čas, ampak iz slike 1 v naši raziskavi smo lahko videli, da je porazdelitev preživetje čas Weibull distribucijo, tako da je bolj pravilno uporabo Weibullova modela. Merila za ocenjevanje kaže tudi Weibullova model za učinkovitejše v primerjavi s Coxom v multivariatne analize. Ugotovitve močno pokazala Weibull je popoln model in lahko vodi do bolj natančnih rezultatov. Sklepe Naša raziskava je pokazala, da je starost ob diagnozi, mimo anamneza, fazi, eradikativno stopnjo kirurgije, histološko razred, globine tumorske invazije in lokacijo tumorja so napovedni dejavniki za preživetje pri bolnikih z GC. To je mogoče sklepati, da ima zgodnje odkrivanje bolnikov, pri mlajši in v primarnih fazah in histološko razredu lahko pozitivno vpliva na bolnike z rakom na želodcu in je pomembno, da se zmanjša čas preživetja. Tudi iz rezultatov multivariatne analize podatkov močno podpira Weibullov model lahko izzove natančnejše rezultate kot alternativa Cox. Deklaracij Zahvala Avtorji se zahvaljujemo Si-zhe Wang Yan Guo za rokopisu pregled. Zahvaljujemo se tudi oddelek za upravljanje podatkov o Tongji bolnišnico za njihovo pomočjo zbiranja podatkov in Strokovni svet za Gastroenterologic raka kirurgije za njihov prispevek k tehnično pomoč. Originalne predložene datoteke avtorjev za slike Spodaj so povezave originalnih predloženih spisov avtorjev za slike. Izvirna datoteka 12876_2010_536_MOESM1_ESM.bmp avtorjev na sliki 1 Konkurenca interesov Avtorji izjavljajo, da nimajo konkurenčnih interesov.
|