深度学习用于医学预后-第二课第三周1-3节-生存模型,生存函数

生存模型

本周,我们将讨论生存模式(survival model)。生存模型是一种特殊的模型我们关心事件发生的时间,比如从治疗到复发的时间,或者从诊断到死亡的时间

这是一个常见的问题,医生想要回答他们的病人,比如,我在未来5年或未来10年存活的可能性有多大?我们会看到生存模型是我们已经看到的预后模型的延伸。最后,我们将看看如何使用生存数据来建立这些生存模型。让我们开始吧

生存函数

此前,我们曾研究过一个问题,即未来10年内死亡的概率是多少?在本课中,我们将把这个问题扩展到更普遍的问题,即在任何时间(t)之后生存的概率是多少

我们将研究生存函数(Survival Function),这是生存分析的一个关键工具,它将帮助我们回答这个问题。

在本课中,我们将讨论生存模型。

在我们迄今为止研究的预后设置中,我们提出了一些形式的问题,即患者五年内死亡的概率是多少?所以我们建立了一个模型,说五年后,死亡的概率是多少?现在,这与另一个问题密切相关,即过去五年的生存概率是多少?

用公式表达为:
五年后存活的概率 = 1 − 五年后死亡的概率 五年后存活的概率=1-五年后死亡的概率 五年后存活的概率=1五年后死亡的概率
假设我们在五年内死亡的概率是0.2%或20%,那么这将是1减去0.2,也就是0.8%或80%。

生存模型将扩展这个问题,比如说,在任何时间t之后生存的概率是多少?因此,这不仅仅是五年,任何时候都可能是,一年后或10年后。

如果我们想为不同的时间范围建立一个模型,假设我们不再关心五年,而是关心10年或一年,我们必须为患者建立三个独立的模型。

但生存模型的诀窍是生存模型,它可以回答形式上的问题,死亡时间大于两年的概率是多少?因此,我们可以看到,对于这个患者,他们的死亡时间大于两年的概率是0.8,这是由生存模型输出的,五年的概率是0.7,十年的概率为0.5,所有这些都是由单一模型输出的。关键的数量是肯定的,死亡时间大于某个年份的概率是多少。这就是我们在生存模型中所关心的,时间大于某个数量的概率,这被称为生存函数。

生存函数是为每个时间点t定义的函数。我们稍后将进一步讨论生存函数的性质。

有效生存函数

我们有一个生存模型,它观察一个病人并输出生存函数,它是一个事件发生的时间大于小t的概率,小t可以取任意值,比如1年,5年,10年。

现在我们可以用图形表示生存函数,在x轴上,我们表示时间。这个时间可能是几天,几个月,甚至几年。y轴是t时刻的生存概率

接下啦,我们探讨一下生存函数的性质

第一个性质是,如果u大于或等于v,那么在任何时间u的生存率都将小于或等于在任何时间v的生存率。

这意味着什么?让我们先选择u为80,我们知道80大于等于20。我们可以读到80,我们的生存概率是0.17。在时间v,也就是20,我们的生存概率是0.89。因此,我们从这个例子中看到,这是正确的。这意味着随着时间的推移,随着时间的增加,生存概率永远不会上升。它可以保持不变,也可以下降(大白话:得癌症了,不可能说他10年的存活率比5年的高)。

第二个性质是,随着时间的推移,我们的生存概率应该达到0。因此,我们的生存函数应该从概率1开始,最终达到0。

考虑到这些知识,让我们看看其中哪些是有效的生存函数。

记住生存函数的两个性质。第一个问题是随着时间的推移,我们需要一个不断降低的生存概率。第二个属性它应该从1开始。

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