[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

本發(fā)明公開了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)，包括以下步驟：S1，數(shù)據(jù)收集：從醫(yī)院呼吸機和監(jiān)護儀中收集病人的監(jiān)測數(shù)據(jù)；S2，數(shù)據(jù)預(yù)處理：處理數(shù)據(jù)集中的缺失值、異常值和標(biāo)準(zhǔn)化，并生成假陽性報警信號的標(biāo)識規(guī)則；S3，特征提取：使用隨機森林對特征進行排序，并選取具有良好識別能力的特征；S4，假陽性報警信號識別：建立呼吸機和監(jiān)護儀的假陽性報警信號識別方法。實驗結(jié)果表明，本發(fā)明具有優(yōu)良的假陽性報警信號的識別性能，并且方法的識別效果穩(wěn)健。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)院呼吸機-監(jiān)護儀假陽性報警信號識別方法及系統(tǒng)，具體涉及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)。

背景技術(shù)

呼吸機作為一種急救與生命支持類醫(yī)療設(shè)備，已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)中，例如用于救治各種原因所致的呼吸衰竭、大手術(shù)期間的麻醉呼吸管理、呼吸支持治療和急救復(fù)蘇等患者。由于呼吸機主要用于病情高風(fēng)險的患者，因此通常要配套監(jiān)護儀同時使用。當(dāng)患者呼吸出現(xiàn)異常或者設(shè)備出現(xiàn)故障，呼吸機-監(jiān)護儀將發(fā)出報警信號，醫(yī)護人員根據(jù)報警信號查看相應(yīng)患者狀態(tài)，檢查設(shè)備運行情況。有效的報警信號，可以幫助醫(yī)護人員正確的識別和及時的處理呼吸機報警，保障呼吸機的正常工作和患者的安全。

然而，在呼吸機-監(jiān)護儀的使用過程中，往往存在大多報警信號是假陽性報警信號的情況。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)很多發(fā)展中國家的醫(yī)護人員資源都較為緊缺，尤其在疫情或突發(fā)事件期間，呼吸機假陽性報警會給醫(yī)護人員帶來更大的工作壓力。頻繁的假陽性報警會使得醫(yī)護人員對報警信號產(chǎn)生報警疲勞，影響醫(yī)護人員對報警信號的反應(yīng)速度。當(dāng)多個呼吸機-監(jiān)護儀同時報警時，很可能會因為假陽性報警情況的出現(xiàn)，使得真正有危險的患者未被及時查看，錯失最佳治療時機。

基于呼吸機和監(jiān)護儀監(jiān)測的真實人體數(shù)據(jù)識別假陽性報警信號，可以減輕醫(yī)護人員的工作壓力，還可以提高醫(yī)護人員對報警信號的警覺。此外，準(zhǔn)確識別假陽性報警信號還可以為真正有風(fēng)險的患者爭取更加及時的醫(yī)療救護，解除呼吸機報警，使患者得到安全有效的治療。目前，也有對于呼吸機報警原因分析及處理方法的研究，但總體上看，借助機器學(xué)習(xí)方法對呼吸機-監(jiān)護儀假陽性報警信號的識別研究尚未展開，大多研究內(nèi)容圍繞呼吸機假陽性報警所引發(fā)的問題進行論述，所以當(dāng)前還沒有一個行之有效的呼吸機-監(jiān)護儀假陽性報警信號識別方法和系統(tǒng)。因此，開展醫(yī)院呼吸機-監(jiān)護儀假陽性報警信號識別方法的工作顯得尤為重要。

因此，目前迫切需要一種能夠?qū)粑鼨C-監(jiān)護儀的假陽性報警信號進行識別的新方法，新方法應(yīng)滿足以下技術(shù)需求：1)能夠有效提高識別結(jié)果的解釋能力，找到對假陽性報警信號起到關(guān)鍵作用的體征指標(biāo)；2)具有良好的分類識別效果和性能，是一種有效識別呼吸機-監(jiān)護儀假陽性報警信號的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)解決問題：提供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)，以彌補當(dāng)前對呼吸機-監(jiān)護儀假陽性報警信號識別存在主觀判斷或識別效果不佳的問題，并解決由于假陽性報警所引起的醫(yī)護人員壓力大、錯過最佳治療時機等問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種基于集成樹的呼吸機假陽性報警信號識別方法，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)，并將每個所述監(jiān)測儀數(shù)據(jù)樣本數(shù)據(jù)和每個所述呼吸機樣本數(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(biāo)準(zhǔn)化處理，對所述原始數(shù)據(jù)集的報警信號進行標(biāo)識處理，進而得到預(yù)處理后數(shù)據(jù)集，所述標(biāo)識處理為根據(jù)既定規(guī)則為所述報警信號分別標(biāo)識不同類別的標(biāo)簽信息，所述不同類別的標(biāo)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(biāo)簽信息組成訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；