一种用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法

本发明涉及生物医学信息处理，具体而言，涉及一种用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法。

背景技术：

1、控制慢性肝病是全球重大公共卫生问题，肝纤维化是慢性肝病进展的关键病理阶段。如不及时干预，肝纤维化可进一步发展为肝硬化甚至肝细胞癌。目前肝穿刺活检是评估肝纤维化程度的“金标准”，但该检测方法具有创伤性，伴有并发症风险、不易重复操作等缺点，限制了其在大规模筛查和动态监测中的应用。因此，建立准确、无创、便捷的肝纤维化评估方法具有重要的临床意义。

2、目前临床上常用的肝纤维化无创评估手段包括血清学指标和影像学技术两大类。在血清学指标方面，fib-4（fibrosis-4 index）是应用最为广泛的间接血清学标志物之一，可通过年龄和血小板计数等检测指标计算生成，具有简便易行的优点，常规血液检查即可完成评估。多项研究证实，fib-4指数可用于慢性乙型肝炎、非酒精性脂肪性肝病等多种病因所致肝纤维化的风险评估。目前，已存在一些基于血清学指标实现的肝纤维化辅助诊断技术，例如，中国专利申请cn117174296a公开了一种肝纤维化的诊断模型，其仅需受检者的离体血清进行检测即可获得诊断结果；中国专利申请cn118430796a公开了一种基于血液生化指标的肝纤维化无创诊断方法和系统。然而，fib-4指数在进展期纤维化确诊中特异性不足，单独使用时难以满足精准诊疗需求；此外，fib-4指数受肝功能波动、血小板变化等因素影响，其诊断准确性有限。同时，随着新型生物标志物的研究，发现血清tet3水平在肝纤维化患者中具有显著性，但现有技术中尚未有将血清tet3与fib-4联合构建肝纤维化分期风险评估的模型，并用于肝纤维化辅助诊断的方法。

3、因此，需要一种技术方案，基于血清tet3与fib-4联合指标，实现多阶段肝纤维化即肝纤维化和肝硬化的风险评估。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本申请提供了一种用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，包括以下步骤：

2、构建观测样本集，观测样本集由自变量和因变量构成，自变量为血清tet3浓度和fib-4指数，因变量为多阶段肝纤维化的诊断结果；其中，多阶段肝纤维化包括f1-f3期和f4期；

3、定义风险评估模型；风险评估模型用于根据血清tet3浓度和fib-4指数评估多阶段肝纤维化的患病风险；

4、根据观测样本集，对风险评估模型进行迭代计算，确定不同的评估阶段对应的最优阶段系数；

5、将最优阶段系数代入概率评估模型生成概率评估公式，概率评估公式根据待评估的血清tet3浓度和fib-4指数，分别计算各阶段肝纤维化的概率值，结合概率阈值实现各阶段肝纤维化的风险评估。

6、其中，风险评估模型由阶段系数判断模型和概率评估模型构成；

7、概率评估模型针对输入的血清tet3浓度和fib-4指数，结合阶段系数计算发生多阶段肝纤维化的概率；概率评估模型中的阶段系数则通过阶段系数判断模型确定。

8、其中，概率评估模型表示为：，其中，为血清tet3浓度、为fib-4指数、为评估肝纤维化阶段的风险概率；、和为阶段系数，分别为截距、tet3回归系数和fib-4回归系数。

9、其中，阶段系数判断模型用于通过观测样本集确定各评估阶段的最优阶段系数；

10、阶段系数判断模型表示为：，其中，为迭代次数，为第t次迭代时的参数估计值向量且，为对数似然函数在处的一阶导数向量，为对数似然函数在处的二阶导数矩阵且，，其中，为观测样本序号、为观测样本数量、 为包含截距项的增广自变量向量，分别为第 个样本的血清tet3浓度和fib-4指数，为第个观测样本自变量构成的外积矩阵。

11、进一步的，迭代计算的收敛条件包括：

12、||、|或t大于指定次数；其中，为预先设定的收敛容差，为第次迭代参数下的对数似然函数值。

13、进一步的，概率阈值通过约登指数确定，包括：

14、将阶段系数代入概率评估公式，生成roc曲线；roc曲线以敏感度为纵坐标、特异度为横坐标；其中，约登指数=敏感度+特异度-1；约登指数最大值对应的概率值为阶段风险评估的概率阈值。

15、进一步的，概率评估公式为：

16、，

17、，

18、其中，为患者肝纤维化为f1-f3期的概率，为患者肝纤维化为f4期的概率，为血清tet3浓度，为fib-4指数。

19、进一步的，fib-4指数的计算方法为：，其中，为血小板计数、为天门冬氨酸氨基转移酶指数、为丙氨酸氨基转移酶、为fib-4指数。

20、根据本发明，可以将fib-4指数和血清tet3浓度进行结合，实现对肝纤维化和肝硬化的风险评估，并在不断地应用中提升评估的准确性。本发明生成的风险评估模型，可灵活嵌入肝病风险评价系统，仅需输入抽血检测获得的tet3、ast、alt和血小板计数等指标，即可快速获得评估结果，实现了肝纤维化风险的随时、随地自助筛查，降低了就医门槛，有利于大规模人群的早期筛查和定期随访。

1.一种用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，其特征在于，所述风险评估模型由阶段系数判断模型和概率评估模型构成；

3.根据权利要求2所述的用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，其特征在于，所述概率评估模型表示为：，其中，为血清tet3浓度、为fib-4指数、为评估肝纤维化阶段的风险概率；、和为阶段系数，分别为截距、tet3回归系数和fib-4回归系数。

4.根据权利要求3所述的用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，其特征在于，所述阶段系数判断模型用于通过所述观测样本集确定各评估阶段的最优阶段系数；

5.根据权利要求4所述的用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，所述迭代计算的收敛条件包括：

6.根据权利要求3所述的用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，所述概率阈值通过约登指数确定，包括：

7.根据权利要求1所述的用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，其特征在于，所述概率评估公式为：

8.根据权利要求1所述的用于多阶段肝纤维化的风险评估模型的构建方法，其特征在于，fib-4指数的计算方法为：，其中，为血小板计数、为天门冬氨酸氨基转移酶指数、为丙氨酸氨基转移酶、为fib-4指数。