[發(fā)明專利]一種基于集成樹的呼吸機假陽性報警信號識別方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010492039.5 | 申請日： | 2020-06-03 |
| 公開（公告）號： | CN112245728B | 公開（公告）日： | 2022-11-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 劉佳明;李想;范皓玥 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京化工大學(xué) |
| 主分類號： | A61M16/00 | 分類號： | A61M16/00;G06K9/00;G06K9/62 |
| 代理公司： | 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251 | 代理人： | 安麗 |
| 地址： | 100029 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 集成 呼吸 陽性 報警 信號 識別 方法 系統(tǒng) | ||
1.一種基于集成樹的呼吸機假陽性報警信號識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟(1)數(shù)據(jù)收集：從醫(yī)院采集病人真實的若干個呼吸機與若干個監(jiān)護儀監(jiān)測的樣本數(shù)據(jù)，并將每個監(jiān)測儀數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)和每個呼吸機樣本數(shù)據(jù)組合作為原始數(shù)據(jù)集，所述原始數(shù)據(jù)集包括若干個特征數(shù)據(jù)和對應(yīng)的報警信號；
步驟(2)數(shù)據(jù)預(yù)處理：對步驟(1)所述原始數(shù)據(jù)集的特征數(shù)據(jù)進行缺失值處理、異常值處理和數(shù)據(jù)標準化處理，對所述原始數(shù)據(jù)集的報警信號進行標識處理，進而得到預(yù)處理后數(shù)據(jù)集，所述標識處理為根據(jù)既定規(guī)則為所述報警信號分別標識不同類別的標簽信息，所述不同類別的標簽信息為真陽性報警信號或假陽性報警信號；
步驟(3)特征選擇：對步驟(2)所述預(yù)處理后數(shù)據(jù)集的特征數(shù)據(jù)，使用隨機森林進行特征篩選，保留篩選后特征，所述預(yù)處理后數(shù)據(jù)集中的篩選后特征數(shù)據(jù)與對應(yīng)的預(yù)警信號標簽信息組成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；
步驟(4)假陽性報警信號識別：使用步驟(3)所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，對梯度提升決策樹分類器參數(shù)進行訓(xùn)練，得到已訓(xùn)練的所述報警信號標簽信息類別識別器，所述識別器根據(jù)新輸入的篩選后特征數(shù)據(jù)與對應(yīng)的預(yù)警信號，進而識別輸出所述對應(yīng)的預(yù)警信號標簽信息的類別為真陽性報警信號或假陽性報警信號；
所述步驟(4)的具體實現(xiàn)為：
(41)將步驟(3)得到的所述篩選后特征作為輸入特征向量空間，若第m-1輪的所述梯度提升決策樹分類器識別輸出的預(yù)警信號標簽信息為Fm-1(x)，則損失函數(shù)L(y,Fm-1(x))＝y(tǒng)-Fm-1(x)，其中x為樣本，y為樣本對應(yīng)的真實的預(yù)警信號標簽信息；
(42)通過L(y,Fm-1(x))對Fm-1(x)求偏導(dǎo)得到第m輪所述梯度提升決策樹分類器的優(yōu)化方向，學(xué)習(xí)率γm-1控制第m-1輪所述梯度提升決策樹分類器識別輸出的預(yù)警信號標簽信息的貢獻度，則第m輪所述梯度提升決策樹分類器識別輸出的預(yù)警信號標簽信息為
(43)迭代重復(fù)步驟(41)～(42)，直至第m輪與第m-1輪的所述梯度提升決策樹分類器識別輸出的預(yù)警信號標簽信息Fm(x)與Fm-1(x)之差小于設(shè)定閾值時，則迭代重復(fù)停止，得到已訓(xùn)練的所述報警信號標簽信息類別識別器；
(44)所述識別器根據(jù)新輸入的篩選后特征數(shù)據(jù)與對應(yīng)的預(yù)警信號，進而識別輸出所述對應(yīng)的預(yù)警信號標簽信息的類別為真陽性報警信號或假陽性報警信號。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于集成樹的呼吸機假陽性報警信號識別方法，其特征在于，在所述步驟1中：
所述從醫(yī)院采集病人真實的呼吸機-監(jiān)護儀監(jiān)測數(shù)據(jù)的樣本頻率以秒為單位，每秒采集三次；
所述若干個特征包括16個體征特征，所述16個體征特征分別為分鐘呼氣量、平均壓、氧氣輸入口壓力、吸入氧氣濃度、呼吸未正壓、自主呼吸頻率、呼吸頻率、吸氣潮氣量、呼氣潮氣量、峰壓、有創(chuàng)血壓平均值、有創(chuàng)血壓高值、有創(chuàng)血壓低值、中心靜脈壓、血氧濃度和心率；
所述將每個所述監(jiān)測儀數(shù)據(jù)樣本和每個所述呼吸機樣本數(shù)據(jù)組合的具體實現(xiàn)為，以呼吸機為主時間戳，采用匹配方法將每個監(jiān)測儀數(shù)據(jù)樣本和每個呼吸機樣本數(shù)據(jù)組合成為一個樣本。
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