[發明專利]一種腎小球濾過率估計模型的構建方法

有效

• 申請號: 202110053409.X
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112768073B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 劉迅;劉翔;張卓
• 申請（專利權）人: 中山大學附屬第三醫院;廣州知匯云科技有限公司
• 主分類號: G16H50/30
• 分類號: G16H50/30;G16H50/50
• 代理公司: 廣東興邦華騰專利代理事務所(特殊普通合伙) 44547
• 代理人: 張樹峰;梁鳳德

1.一種腎小球濾過率估計模型的構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取數位腎小球濾過率真實值對應的患者信息，并隨機拆分成訓練集和測試集；

對訓練集的患者信息進行中心化處理，以腎小球濾過率真實值為因變量，且以中心化處理的患者信息為自變量，并獲得數據空間；所述表示訓練集的患者的樣本數量；所述表示患者信息的特征數量；所述表示實數集，表示第個樣本，表示第個樣本的標簽；

構建Ensemble的樹模型，其表達式為：

其中，表示第個樹模型，表示所有樹模型構成的空間，表示所有參與模型集成的樹模型的集合；

在Ensemble的樹模型的目標函數中添加懲罰項，其表達式為：

其中，表示損失函數，表示懲罰項，懲罰項表達式為：

其中，表示樹模型數量的懲罰系數，表示樹模型的節點個數，表示樹模型的預測結果，表示樹模型的預測結果對應的懲罰系數；

對添加懲罰項的Ensemble的樹模型進行逐步訓練，其表達為：

其中，表示當前的步數，表示第步的樹模型預測結果，表示當前的樹模型，表示當前樹模型對應的懲罰項；

利用二階展開近似逼近原目標函數，其表達式為：

其中，和分別表示損失函數的一階導數和二階導數；

優化并去掉常數項，其表達式為：

預設為數據空間的第個葉子的事件集，表示輸入樣本經過樹模型的分叉進入到第個葉子的映射；對公式（6）進行優化：

其中，表達第個葉子的權重值；

求得任一葉子的最優權重值，其表達式為：

根據貪婪算法求得任一次分叉后的損失函數，其表達式為：

其中，表示樹模型中分叉的左邊的事件集，表示表示樹模型中分叉的右邊的事件集，表示一個樹模型在展開新的節點之前的總事件集合；

以完成腎小球濾過率估計模型的構建；對Ensemble的樹模型的預測輸出進行加總求平均，得到腎小球濾過率。

2.根據權利要求1所述的一種腎小球濾過率估計模型的構建方法，其特征在于，所述患者信息包括年齡、性別、身高、體重、肌酐、尿酸、尿素氮。

3.根據權利要求1所述的一種腎小球濾過率估計模型的構建方法，其特征在于，所述訓練集和測試集的樣本量比例為7:3。

4.根據權利要求2所述的一種腎小球濾過率估計模型的構建方法，其特征在于，利用所述身高和體重求得患者的身體質量指數。

5.根據權利要求4所述的一種腎小球濾過率估計模型的構建方法，其特征在于，對所述身體質量指數、年齡、肌酐、尿酸、尿素氮進行中心化處理。