[發(fā)明專利]用于優(yōu)化結(jié)直腸癌診斷的腫瘤標志物多分割點設置系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810041924.0
• 申請日: 2008-08-21
• 公開（公告）號: CN101344519A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 蘇強;施京華;黃鋼;顧平
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48;G06F19/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種用于優(yōu)化結(jié)直腸癌診斷的腫瘤標志物多分割點設置裝置，包括：GUI模塊、檢驗數(shù)據(jù)存儲模塊，其特征在于，還包括：分割點生成模塊、概率診斷模塊和分割點優(yōu)化設置模塊，其中：

GUI模塊為客戶所使用的圖形用戶界面，通過該界面實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的交互性操作，并接受交互式操作過程中各模塊的中間結(jié)果或最后結(jié)果；

檢驗數(shù)據(jù)存儲模塊用于存放兩類數(shù)據(jù)，第一類數(shù)據(jù)為歷史數(shù)據(jù)，是經(jīng)過確診的具有各腫瘤標志物的檢驗數(shù)據(jù)以及經(jīng)過確診后的診斷結(jié)果，此類數(shù)據(jù)在求取多分割點設置方案時由概率診斷模塊調(diào)用；第二類為待分析數(shù)據(jù)，是還未進行確診的具有各腫瘤標志物的檢驗數(shù)據(jù)，在進行患結(jié)直腸癌的概率分析時由概率診斷模塊調(diào)用；

分割點生成模塊包括實驗組合子模塊、分割點進化子模塊，其中，實驗組合子模塊負責根據(jù)GUI模塊中指定的腫瘤標志物分割點個數(shù)生成正交實驗組合矩陣，矩陣中的每一列就是一個分割點組合；分割點進化子模塊接收分割點組合，并接收概率診斷模塊反饋過來的分割點的優(yōu)劣結(jié)果，不斷生成診斷正確率更佳的多分割點設置方案，并將分割點設置方案傳輸給概率診斷模塊；

概率診斷模塊包括：診斷規(guī)則子模塊、患病概率子模塊和診斷正確率評價子模塊，其中：診斷規(guī)則子模塊根據(jù)分割點進化子模塊生成的分割點設置方案，將檢驗數(shù)據(jù)存儲模塊中的檢驗數(shù)據(jù)離散化，使用粗糙集中的值約簡法，形成診斷規(guī)則，并傳輸給患病概率子模塊；患病概率子模塊利用診斷規(guī)則，對檢驗數(shù)據(jù)存儲模塊中的歷史數(shù)據(jù)逐一做出患病概率的判斷；診斷正確率評價子模塊根據(jù)每個檢驗數(shù)據(jù)的概率值，將每個檢驗數(shù)據(jù)區(qū)分為結(jié)直腸癌或者正常兩類，當完成所有數(shù)據(jù)的判斷后，與真實診斷結(jié)果作對比，統(tǒng)計所有檢驗數(shù)據(jù)中正確診斷的病例數(shù)，以AUC作為評價指標，獲知分割點方案下的診斷正確率，反饋給分割點進化子模塊，概率診斷模塊和分割點進化子模塊之間進行反復的信息互動，當達到診斷正確率目標時，輸出多分割點優(yōu)化方案，然后將此信息以及對應的實驗組合、診斷規(guī)則、AUC值傳輸至分割點優(yōu)化設置模塊中的分割點方案收集子模塊；?

分割點優(yōu)化設置模塊包括：分割點方案收集子模塊、方差分析子模塊、方案輸出子模塊，其中，分割點方案收集子模塊負責集合所有實驗組合下的多分割點優(yōu)化方案、診斷規(guī)則及AUC值，并傳輸給方差分析子模塊；方差分析子模塊對分割點方案收集子模塊中的多分割點優(yōu)化設置方案及其AUC值進行方差分析，得出最終的最佳分割點組合，若這種組合已經(jīng)在實驗組合子模塊產(chǎn)生的正交實驗組合中存在，則直接將對應的多分割點優(yōu)化設置方案作為最佳多分割點設置方案，連同這種分割點設置結(jié)果下的診斷規(guī)則，共同保存至方案輸出子模塊，并可顯示于GUI模塊；若這種分割點組合不存在于正交實驗組合中，則再次調(diào)用分割點生成模塊、概率診斷模塊，將最終形成的腫瘤標志物多分割點設置方案和診斷規(guī)則作為結(jié)果保存至方案輸出子模塊，并可顯示于GUI模塊，

所述分割點進化子模塊，使用遺傳算法完成每個實驗組合下，分割點初始種群的生成及進化，具體如下：對實驗組合子模塊生成的實驗組合矩陣中的每一個分割點組合，使用遺傳算法生成n個個體組成的群體矩陣，矩陣中每一行代表一個個體，每一個個體就是一種分割點方案，并把這n個分割點方案傳輸給概率診斷模塊進行診斷正確率的評價；分割點進化子模塊接收概率診斷模塊反饋回來的對于該分割點方案的診斷正確率的評價結(jié)果AUC，獲知種群中每一個個體的優(yōu)劣，將AUC作為遺傳算法的目標函數(shù)，然后通過交叉和變異，生成新的分割點種群，完成一次進化；分割點進化子模塊與概率診斷模塊不斷進行信息交互，根據(jù)進化停止條件，最終將實驗組合及相應的分割點設置方案、診斷規(guī)則共同傳輸至分割點優(yōu)化設置模塊中的分割點方案收集子模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于優(yōu)化結(jié)直腸癌診斷的腫瘤標志物多分割點設置裝置，其特征是，所述診斷規(guī)則子模塊，離散化檢驗數(shù)據(jù)存儲模塊中第一類數(shù)據(jù)的檢驗數(shù)據(jù)，作為本模塊中進行規(guī)則推導的分析數(shù)據(jù)，每條數(shù)據(jù)均由條件屬性與決策屬性組成，條件屬性即為各個腫瘤標志物，決策屬性即是最后的類別歸屬，即包括正常和結(jié)直腸癌兩類，應用粗糙集值約簡法處理離散后的數(shù)據(jù)獲得決策規(guī)則集，規(guī)則集中的每條規(guī)則都代表了腫瘤標志物的取值與最后類別歸屬之間的因果關(guān)系，每條規(guī)則都有強度、確定度和覆蓋度這三個性質(zhì)，強度指符合規(guī)則的數(shù)據(jù)條數(shù)占總數(shù)據(jù)條數(shù)的比例，確定度指符合規(guī)則的數(shù)據(jù)條數(shù)占腫瘤標志物結(jié)果與這條規(guī)則相符的數(shù)據(jù)條數(shù)的比例，覆蓋度指符合規(guī)則的數(shù)?據(jù)條數(shù)占所有類別歸屬與這條規(guī)則相同的數(shù)據(jù)條數(shù)的比例。