——Nomogram代码 |
列线图(nomogram,诺莫图)是在平面直角坐标系中,用一簇互不相交的线段表示多个临床指标或者生物学特征,用以预测一定的临床结局或者某类事件发生的概率的图。列线图使预测模型的结果更具有可读性,可个性化地计算特定肿瘤患者生存率, 在临床实践中有较大的价值。一般可应用的研究方向有:将回归的结果进行可视化呈现,对个体样本给出其发病风险或比例风险;根据多个临床指标或生物学特征,判断个体样本的疾病分类或特征。
基本原理:
列线图的理论于1884年提出,最早用于工程学。它能够将复杂的计算公式以图形的方式,快速、直观、精确的展现出来。
列线图通过构建多因素回归模型(例如Cox回归、Logistic回归等),根据模型中各个影响因素对结局变量的影响程度的高低,即回归系数的大小,给每个影响因素的每个取值水平进行赋分。将各个评分相加得到总评分,通过总评分与结局事件发生概率之间的函数转换关系,从而计算出该个体结局事件的预测概率。
校准曲线(calibration curve)为实际发生率和预测发生率的散点图,常于用于化工行业溶液配制。在这里通过观察预测值与实际值相差情况,判断基于回归模型构建列线图的有效性。
术语解释:
Cox回归:又称比例风险回归模型(proportional hazards model,简称Cox模型),是由英国统计学家D.R.Cox提出的一种半参数回归模型。该模型以生存结局和生存时间为应变量,可同时分析多种因素对于生存期长短的影响。Cox模型能分析带有截尾生存时间的资料,且不要求估计资料的生存分布类型,因此在医学界被广泛使用。
Logistic回归:又称逻辑回归模型,属于广义线性模型。逻辑回归是一种用于解决二分类问题的分析方法,用于估计某种事物的可能性。相较于传统线性模型,逻辑回归模型以概率形式输出结果,可控性高且结果可解释性强。
数据要求:
样本临床信息或生物学特征(基因突变、基因表达等)
样本的随访数据(总生存期,生存状态)或样本的分组情况
下游分析:
1.补充相关因素的已有相关研究
2.解释相关因素对研究课题的意义
图形示例:
1. 列线图
对于单个病例样本,可以根据样本的具体临床指标和生物学特征,由标尺的值向上对应到单个因素分数,将分数加和后由中间“Total points”对应向下,找到该样本的五年、八年生存期概率。
图注:左侧为各个临床指标或生物属性,右侧为值对应标尺。
2.列线表模型校准曲线
图注:横坐标为预测概率,纵坐标为实际概率,蓝色的线是拟合线,表示预测值对应的实际值。
应用示例:
儿童原发性进行性肺结核与社区获得性肺炎的基于X线断层摄影术预测诺莫图差异(于2019年8月发表在BMC Med Imaging. ,影响因子1.622)
该文献基于115例儿童肺病病例,结合肺实变区和淋巴结区的放射学特征和临床因素建立预测列线图。
高黏蛋白5AC表达预测透明细胞肾细胞癌术后不良复发和生存(于2017年3月发表在Oncotarget. ,影响因子3.046)
该文献结合高黏蛋白5AC表达情况和肿瘤大小等多个临床性状,预测透明细胞肾细胞癌术后生存情况并绘制了列线图。结合高黏蛋白5AC表达,3年、6年整体生存期和无病生存期的预测结果都有着较高的准确率。