[發(fā)明專利]基于隨機(jī)森林算法的腦炎、腦膜炎智能輔助診斷系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010168940.7
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN111292852A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙鋼;張峻嘉;謝瑱
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西領(lǐng)創(chuàng)精準(zhǔn)醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): G16H50/20
• 分類號(hào): G16H50/20;G06K9/62
• 代理公司: 北京拉沃科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11745
• 代理人: 郜文剛

本發(fā)明公開了基于隨機(jī)森林算法的腦炎、腦膜炎智能輔助診斷系統(tǒng)，包括服務(wù)器及與客戶端；所述服務(wù)器內(nèi)設(shè)有腦炎、腦膜炎智能輔助診斷軟件包，所述軟件包包含：基于醫(yī)學(xué)知識(shí)的專家系統(tǒng)，包括腦炎、腦膜炎疾病權(quán)重評分模型和腦炎、腦膜炎診斷的“規(guī)則知識(shí)庫”；基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的智能系統(tǒng)，包括基于隨機(jī)森林算法；所述客戶端設(shè)有人機(jī)交互界面，所述服務(wù)器包括解釋器和綜合處理器。本發(fā)明能在發(fā)病早期沒有腦脊液病原學(xué)證據(jù)的情況下，綜合利用病人有限的臨床資料，以較高的準(zhǔn)確率快速分析腦炎、腦膜炎患者的病因，及時(shí)為臨床醫(yī)生提供輔助決策方案；臨床醫(yī)生就可以根據(jù)腦炎、腦膜炎病因給予患者更為準(zhǔn)確合理的治療方案，降低病死率，改善患者的預(yù)后。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于隨機(jī)森林算法的腦炎、腦膜炎智能輔助診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

腦(膜)炎是指由細(xì)菌、病毒、真菌、螺旋體、原蟲、立克次體、腫瘤，自身免疫等多種因素侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)引起的炎性改變，是神經(jīng)內(nèi)科的急危重癥。具有極高的致死致殘率，每年約導(dǎo)致135000人死亡。但由于其病因復(fù)雜，病情進(jìn)展快，患者早期臨床表現(xiàn)不典型，實(shí)驗(yàn)室檢查陽性率低，等特點(diǎn)，臨床早期診斷困難重重，因此難以及時(shí)給予針對性治療，往往會(huì)給患者造成不可逆的神經(jīng)系統(tǒng)損傷，甚至危及生命。研究表明，早期診斷和及時(shí)治療是降低腦膜炎病死率，減少患者神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥最重要的手段。

目前臨床醫(yī)生區(qū)分不同類型的腦(膜)炎主要依據(jù)腦脊液病原學(xué)證據(jù)，但許多腦(膜)炎患者缺乏病原學(xué)依據(jù)。如果在發(fā)病早期能夠綜合利用病人有限的臨床資料得出可靠的輔助決策方案，并提供診療建議，幫助臨床醫(yī)生盡快形成最終診療決策，就可以在疾病早期給予針對性的治療，降低病死率，改善患者的預(yù)后。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，其在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨成熟?！叭斯ぶ悄?醫(yī)療”模式被越來越多的應(yīng)用于臨床疾病的預(yù)防、早期診斷、治療、判斷和評估預(yù)后等各個(gè)方面，為建立高效、快速、便捷的方法解決腦(膜)炎的診斷問題提供了新的方向。但目前尚無腦(膜)炎智能診斷系統(tǒng)或軟件應(yīng)用于臨床。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述存在的診療困境，本發(fā)明旨在提供一種基于隨機(jī)森林算法的腦膜炎智能輔助診斷系統(tǒng)，解決腦膜炎早期病因診斷準(zhǔn)確率低的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供基于隨機(jī)森林算法的腦炎、腦膜炎智能輔助診斷系統(tǒng)，包括基于阿里云的服務(wù)器及與其通信連接的客戶端；

所述服務(wù)器內(nèi)設(shè)有腦炎、腦膜炎智能輔助診斷軟件包，所述軟件包包含：

基于醫(yī)學(xué)知識(shí)的專家系統(tǒng)，包括腦炎、腦膜炎疾病權(quán)重評分模型和腦炎、腦膜炎診斷的“規(guī)則知識(shí)庫”；

基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的智能系統(tǒng)，基于隨機(jī)森林算法；

所述客戶端設(shè)有人機(jī)交互界面，用于輸入患者臨床數(shù)據(jù)；

所述服務(wù)器包括：

解釋器，用于將患者臨床數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為上述兩個(gè)模型可以識(shí)別的參數(shù)；

綜合處理器，用于在兩個(gè)模型中進(jìn)行計(jì)算匹配腦炎、腦膜炎的各個(gè)病因診斷，然后將“規(guī)則知識(shí)庫”和基于隨機(jī)森林算法的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一，得出每種病因的概率，并展示給用戶最可能的病因診斷。

優(yōu)選地，所述的“規(guī)則知識(shí)庫”由以下方法構(gòu)建：通過回顧腦炎、腦膜炎近幾十年的相關(guān)文獻(xiàn)、臨床指南、專家共識(shí)，結(jié)合從事中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染相關(guān)方面的專家們的臨床經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和臨床診斷及鑒別診斷的邏輯思維過程，形成腦炎、腦膜炎疾病權(quán)重評分模型，據(jù)此構(gòu)建腦炎、腦膜炎診斷的“規(guī)則知識(shí)庫”；然后用疾病權(quán)重評分模型模擬專家對腦炎、腦膜炎的診斷過程，根據(jù)各病因評分的高低選擇相應(yīng)的病因診斷，再對臨床確診的多例腦膜炎病例資料采用多元回歸分析方法探討各參數(shù)對腦炎、腦膜炎病因診斷的影響大小，進(jìn)一步對“規(guī)則知識(shí)庫”進(jìn)行優(yōu)化、完善，得到最終的“規(guī)則知識(shí)庫”。