論文の概要: Penalized Deep Partially Linear Cox Models with Application to CT Scans
of Lung Cancer Patients
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.05341v3
- Date: Fri, 29 Sep 2023 18:35:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-03 20:07:47.585102
- Title: Penalized Deep Partially Linear Cox Models with Application to CT Scans
of Lung Cancer Patients
- Title(参考訳): 肺がん患者のCT検査における深部線状コックスモデルの適用
- Authors: Yuming Sun, Jian Kang, Chinmay Haridas, Nicholas R. Mayne, Alexandra
L. Potter, Chi-Fu Jeffrey Yang, David C. Christiani, Yi Li
- Abstract要約: 肺がんは世界中のがん死亡の原因であり、効果的な治療法を設計するための死亡リスクを理解することの重要性を強調している。
NLST(National Lung Screening Trial)は、肺がん患者の死亡リスクを定量化するために、CTテクスチャ解析を用いている。
本稿では,SCADペナルティを組み込んで重要なテクスチャ特徴を抽出し,深層ニューラルネットワークを用いてモデルの非パラメトリック成分を推定する,Pentalized Deep partially Linear Cox Model (Penalized DPLC)を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 42.09584755334577
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Lung cancer is a leading cause of cancer mortality globally, highlighting the
importance of understanding its mortality risks to design effective
patient-centered therapies. The National Lung Screening Trial (NLST) employed
computed tomography texture analysis, which provides objective measurements of
texture patterns on CT scans, to quantify the mortality risks of lung cancer
patients. Partially linear Cox models have gained popularity for survival
analysis by dissecting the hazard function into parametric and nonparametric
components, allowing for the effective incorporation of both well-established
risk factors (such as age and clinical variables) and emerging risk factors
(e.g., image features) within a unified framework. However, when the dimension
of parametric components exceeds the sample size, the task of model fitting
becomes formidable, while nonparametric modeling grapples with the curse of
dimensionality. We propose a novel Penalized Deep Partially Linear Cox Model
(Penalized DPLC), which incorporates the SCAD penalty to select important
texture features and employs a deep neural network to estimate the
nonparametric component of the model. We prove the convergence and asymptotic
properties of the estimator and compare it to other methods through extensive
simulation studies, evaluating its performance in risk prediction and feature
selection. The proposed method is applied to the NLST study dataset to uncover
the effects of key clinical and imaging risk factors on patients' survival. Our
findings provide valuable insights into the relationship between these factors
and survival outcomes.
- Abstract(参考訳): 肺がんは世界中のがん死亡の原因であり、効果的な患者中心療法の設計における死亡リスクを理解することの重要性を強調している。
NLST(National Lung Screening Trial)ではCTスキャンのテクスチャパターンを客観的に測定し,肺がん患者の死亡リスクの定量化を目的として,CTテクスチャ解析を行った。
半線形coxモデルは、ハザード関数をパラメトリック成分と非パラメトリック成分に分解することで、生存分析に人気を博し、確立されたリスク因子(年齢や臨床変数など)と新たなリスク因子(画像の特徴など)を統一フレームワーク内で効果的に組み込むことができる。
しかし、パラメトリック成分の次元がサンプルサイズを超えると、非パラメトリックなモデリングが次元の呪いを伴うのに対して、モデルフィッティングのタスクは形成可能となる。
本稿では,SCADペナルティを組み込んで重要なテクスチャ特徴を抽出し,深層ニューラルネットワークを用いてモデルの非パラメトリック成分を推定する,Pentalized Deep partially Linear Cox Model (Penalized DPLC)を提案する。
我々は,推定器の収束性と漸近特性を証明し,リスク予測と特徴選択の性能評価を行い,他の手法と比較した。
本手法はNLST研究データセットに応用され,臨床および画像上の危険因子が患者の生存に及ぼす影響を明らかにする。
以上より,これらの因子と生存率との関係について考察した。
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