[發明專利]骨密度與骨密度影響因素之間因果關系的確定方法及系統

在審

• 申請號: 202110200468.5
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112998653A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 王煒;鐘巖;錢立庭;葉山東;陳超;陳歡歡
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉樂

1.一種骨密度與骨密度影響因素之間因果關系的確定方法，其特征在于，包括：

獲取臨床醫學數據，所述臨床醫學數據中包含骨密度臨床醫學數據；

對所述臨床醫學數據進行預處理，得到標準化臨床醫學數據，所述預處理包括：缺失值補全、異常值修正以及數據離散化；

在局部階段，查找所述標準化臨床醫學數據中各個目標特征變量的馬爾科夫毯，得到一個馬爾科夫毯集，所述目標特征變量包括：所述骨密度臨床醫學數據中的骨密度數據和骨密度影響因素；

在全局階段，根據所述馬爾科夫毯集和醫學先驗知識得到全局有向無環圖結構，所述全局有向無環圖結構用于表征骨密度與骨密度影響因素之間的因果關系。

2.根據權利要求1所述的確定方法，其特征在于，對所述臨床醫學數據進行數據離散化的過程包括：

對所述臨床醫學數據進行進行歸一化處理，得到目標臨床醫學數據；

將所述目標醫學數據中各個特征變量中的骨密度特征變量確定為響應變量，非骨密度特征變量確定為非響應變量；

計算每個所述非響應變量和每個所述響應變量之間的關聯關系值；

將所述關聯關系值小于關聯關系閾值的響應變量和非響應變量，采用第一離散方法進行數據化離散，所述第一離散方法為：將標準差小于-1的響應變量和非響應變量的數值設置為0；將標準差在-1和1之間的響應變量和非響應變量的數值設置為0；將標準差大于1的響應變量和非響應變量的數值設置為2；

將所述關聯關系值不小于所述關聯關系閾值的響應變量和非響應變量，采用第二離散方法進行數據化離散，所述第二離散方法為：基于卡方檢驗，使用滑動閾值或滑動窗口進行數據化離散。

3.根據權利要求1所述的確定方法，其特征在于，在局部階段，查找所述標準化臨床醫學數據中每個目標特征變量的馬爾科夫毯的過程包括：

將所述標準化臨床醫學數據中的目標特征變量作為目標節點，從所有的特征變量中查找所述目標節點的鄰節點；

基于所述鄰接點，采用交叉驗證方法修剪所述目標節點的父節點和子節點，得到修剪后的目標父節點和目標子節點；

基于所述鄰節點，從所有的特征變量中查找所述目標節點的配偶節點；

將所述目標父節點、所述目標子節點和所述配偶節點的集合確定為所述目標特征變量的所述馬爾科夫毯。

4.根據權利要求3所述的確定方法，其特征在于，所述將所述標準化臨床醫學數據中的目標特征變量作為目標節點，從所有的特征變量中查找所述目標節點的鄰節點，具體包括：

從所有的特征變量中查找所述目標節點所有的潛在鄰節點；

計算每個所述潛在鄰節點與所述目標鄰節點之間的關聯關系值；

從所有的所述潛在鄰節點中篩選出關聯關系值最大的作為所述目標節點的鄰節點，并剔除所述潛在鄰節點中錯誤的特征變量節點。

5.根據權利要求1所述的確定方法，其特征在于，所述在全局階段，根據所述馬爾科夫毯集和醫學先驗知識得到全局有向無環圖結構，具體包括：

在全局階段，根據馬爾科夫毯集和醫學先驗知識判斷是否存在碰撞器；

如果是，則基于所述碰撞器構建所述全局有向無環圖結構；

如果否，則采樣啟發式方法構造潛在貝葉斯網絡的所述全局有向無環圖結構。

6.一種骨密度與骨密度影響因素之間因果關系的確定系統，其特征在于，包括：

獲取單元，用于獲取臨床醫學數據，所述臨床醫學數據中包含骨密度臨床醫學數據；

預處理單元，用于對所述臨床醫學數據進行預處理，得到標準化臨床醫學數據，所述預處理包括：缺失值補全、異常值修正以及數據離散化；

查找單元，用于在局部階段，查找所述標準化臨床醫學數據中各個目標特征變量的馬爾科夫毯，得到一個馬爾科夫毯集，所述目標特征變量包括：所述骨密度臨床醫學數據中的骨密度數據和骨密度影響因素；

因果關系確定單元，用于在全局階段，根據所述馬爾科夫毯集和醫學先驗知識得到全局有向無環圖結構，所述全局有向無環圖結構用于表征骨密度與骨密度影響因素之間的因果關系。