← 返回案例列表CASE 14 / FIBROX · MASLD

Explainable risk stratification · XGBoost · MASLD

FibroX:
让七项常规指标成为可解释的纤维化风险

面向代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD),将常规临床数据转化为高级纤维化风险、分层阈值与长期预后线索,帮助专业人员理解模型为什么给出这个判断。

SEVEN ROUTINE FEATURES → FIBROX RISK GATE
AGEBMIASTALTPLTeGFRHbA1c
FIBROX SCORE0–1XGBoost probability
BELOW THRESHOLD低风险分层
AT / ABOVE THRESHOLD高风险分层
RAW INPUTS · native missing handlingSHAP · reviewable contribution
1,491NHANES开发队列
7常规临床特征
0.793当前模型 OOF AUROC
30年预后随访窗口
01 / WHY

从非侵入性筛查,走向可审阅的高级纤维化分层

MASLD 的高级纤维化风险与肝脏及心血管长期结局相关,早期识别需要兼顾可及性、准确性和解释性。

肝活检虽可提供病理信息,却具有侵入性;瞬时弹性成像等检查也并非在所有场景即时可得。FibroX 以日常可获得的年龄、体格和实验室指标构建非线性风险分数,在输出连续概率的同时保留阈值分层与特征贡献解释。

核心问题:能否用七项常规指标建立一个可解释的高级纤维化风险工具,并进一步观察该风险与长期全因、心血管死亡之间的关联?
02 / COHORTS

开发、验证与预后三类证据

研究将高级纤维化识别与长期结局分开评价,使风险分数不止服务于单次筛查。

DERIVATIONNHANES 2017–20201,491 名 MASLD 成人;以瞬时弹性成像与非侵入性评估构建高级纤维化标签。
EXTERNALYale 活检队列337 名活检确认的 MASLD 患者,用于检验模型对病理分期的识别能力。
PROGNOSISNHANES III4,276 名参与者,最长 30 年死亡随访,用于全因和心血管预后分析。

项目网站以公开数据路径为基础,提供单例、批量预测和用户数据训练;当前开发模型保留原始特征尺度,并利用 XGBoost 的原生缺失值处理能力,避免额外的前端插补或归一化。

03 / FEATURES

七项输入,均可回到临床语境

模型不依赖影像原始文件或隐性特征,每一项输入都在网页中标明单位、范围和数据状态。

年龄Age
years
BMI体重指数
kg/m²
AST天冬氨酸氨基转移酶
U/L
ALT丙氨酸氨基转移酶
U/L
血小板Platelets
10³/µL
eGFR估算肾小球滤过率
mL/min/1.73m²
HbA1c糖化血红蛋白
%
STEP 01队列筛选与标签构建

在 MASLD 与心代谢风险条件下形成开发样本,并以肝硬度相关的高级纤维化结局作为模型目标。

STEP 02XGBoost 识别非线性模式

通过树模型学习特征组合与高级纤维化风险之间的复杂关系,以 5 折 OOF 预测评估排序表现。

STEP 03阈值、解释与预后检查

将连续风险与 Youden 阈值分层并行展示,使用 SHAP 审阅贡献,再连接长期 Cox 预后分析。

04 / PERFORMANCE

先看连续排序,再决定分层阈值

风险概率用于排序与审阅;阈值用于工作流分层,两者不应相互替代。

0.7935折 OOF AUROC
0.537OOF AUPRC
0.473当前 Youden 阈值
20.19%开发队列高级纤维化比例
FibroX当前模型的交叉验证ROC曲线和精确率召回率曲线
当前开发模型的逐例 OOF 性能:左侧显示 ROC 排序能力,右侧显示在约 20% 阳性比例下的精确率—召回率权衡。
RISK SCORE

连续概率保留排序信息

同为“高风险”并不意味着风险程度相同;单例和批量输出均保留 0–1 的原始概率,便于进一步审阅与队列排序。

RISK THRESHOLD

阈值服务于分流动作

当前模型将风险分数与选定阈值并列展示。阈值可用于筛查、转诊或复核流程设计,但不等同于诊断结论。

05 / EXPLAIN

把模型贡献拆回到每项特征

SHAP 将非线性模型的预测结果转换为可阅读的特征贡献,支持全局复核和个体层面的专业讨论。

项目输出全局重要性、蜂群图和热图,用于观察各变量对风险分数的影响结构。当前模型中,BMI、HbA1c、年龄、AST 与 ALT 显示出较高的平均绝对 SHAP 贡献;具体到单个患者时,贡献方向和大小仍会随输入组合而变化。

FibroX当前模型七项特征的全局SHAP重要性条形图
全局特征贡献:以平均绝对 SHAP 值呈现当前模型中各指标对高级纤维化风险预测的相对影响。
06 / PROGNOSIS

风险分层延伸到 30 年预后观察

在 NHANES III 队列中,以生存曲线、C-index 与调整后的 Cox 分析连接纤维化风险和长期结局。

4,276NHANES III 预后队列
0.626全因死亡 C-index
0.632心血管死亡 C-index
30年最长死亡随访
FibroX高低风险分层在全因死亡与心血管死亡中的调整生存曲线
调整生存曲线:FibroX 高低风险分层在全因死亡与心血管死亡随访中的生存概率变化。
07 / USE

从研究模型到可操作网页

在线工具将方法流程、实时预测和用户数据训练拆分为独立工作区,便于各环节被审阅。

单例与批量预测

支持表单录入与 CSV 批量上传,返回实时 FibroX 概率、当前阈值和高低风险分层。

自定义模型训练

上传包含七项特征和二分类标签的 CSV,执行真实的分层训练、验证、阈值选择和模型保存。

明确模型状态

默认模型与用户训练模型分开管理;新模型需由用户主动上传后才会用于预测,避免无意覆盖。

适用边界

FibroX 页面和在线工具用于研究、教学与方法演示,不构成高级纤维化诊断、预后告知或治疗建议。实际使用前需要在目标人群中完成外部验证、阈值设定、数据质量控制与临床路径评估,并由肝病与相关专业团队共同决定使用方式。

项目入口

进入在线 FibroX 工作台,阅读公开论文;介绍视频将在素材确认后补充。