[發(fā)明專利]骨密度與骨密度影響因素之間因果關(guān)系的確定方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110200468.5
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112998653A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王煒;鐘巖;錢立庭;葉山東;陳超;陳歡歡
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學技術(shù)大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)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(guān)系的確定方法，其特征在于，包括：

獲取臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)，所述臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)中包含骨密度臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)；

對所述臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，得到標準化臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)，所述預(yù)處理包括：缺失值補全、異常值修正以及數(shù)據(jù)離散化；

在局部階段，查找所述標準化臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)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(yī)學數(shù)據(jù)中的骨密度數(shù)據(jù)和骨密度影響因素；

在全局階段，根據(jù)所述馬爾科夫毯集和醫(yī)學先驗知識得到全局有向無環(huán)圖結(jié)構(gòu)，所述全局有向無環(huán)圖結(jié)構(gòu)用于表征骨密度與骨密度影響因素之間的因果關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定方法，其特征在于，對所述臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)離散化的過程包括：

對所述臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)進行進行歸一化處理，得到目標臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)；

將所述目標醫(yī)學數(shù)據(jù)中各個特征變量中的骨密度特征變量確定為響應(yīng)變量，非骨密度特征變量確定為非響應(yīng)變量；

計算每個所述非響應(yīng)變量和每個所述響應(yīng)變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系值；

將所述關(guān)聯(lián)關(guān)系值小于關(guān)聯(lián)關(guān)系閾值的響應(yīng)變量和非響應(yīng)變量，采用第一離散方法進行數(shù)據(jù)化離散，所述第一離散方法為：將標準差小于-1的響應(yīng)變量和非響應(yīng)變量的數(shù)值設(shè)置為0；將標準差在-1和1之間的響應(yīng)變量和非響應(yīng)變量的數(shù)值設(shè)置為0；將標準差大于1的響應(yīng)變量和非響應(yīng)變量的數(shù)值設(shè)置為2；

將所述關(guān)聯(lián)關(guān)系值不小于所述關(guān)聯(lián)關(guān)系閾值的響應(yīng)變量和非響應(yīng)變量，采用第二離散方法進行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)化離散。

3.根據(jù)權(quán)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(yī)學數(shù)據(jù)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(yī)學數(shù)據(jù)中的目標特征變量作為目標節(jié)點，從所有的特征變量中查找所述目標節(jié)點的鄰節(jié)點；

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

基于所述鄰節(jié)點，從所有的特征變量中查找所述目標節(jié)點的配偶節(jié)點；

將所述目標父節(jié)點、所述目標子節(jié)點和所述配偶節(jié)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(jù)權(quán)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(yī)學數(shù)據(jù)中的目標特征變量作為目標節(jié)點，從所有的特征變量中查找所述目標節(jié)點的鄰節(jié)點，具體包括：

從所有的特征變量中查找所述目標節(jié)點所有的潛在鄰節(jié)點；

計算每個所述潛在鄰節(jié)點與所述目標鄰節(jié)點之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系值；

從所有的所述潛在鄰節(jié)點中篩選出關(guān)聯(lián)關(guān)系值最大的作為所述目標節(jié)點的鄰節(jié)點，并剔除所述潛在鄰節(jié)點中錯誤的特征變量節(jié)點。

5.根據(jù)權(quán)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(jù)所述馬爾科夫毯集和醫(yī)學先驗知識得到全局有向無環(huán)圖結(jié)構(gòu)，具體包括：

在全局階段，根據(jù)馬爾科夫毯集和醫(yī)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(gòu)建所述全局有向無環(huán)圖結(jié)構(gòu)；

如果否，則采樣啟發(fā)式方法構(gòu)造潛在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的所述全局有向無環(huán)圖結(jié)構(gòu)。

6.一種骨密度與骨密度影響因素之間因果關(guān)系的確定系統(tǒng)，其特征在于，包括：

獲取單元，用于獲取臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)，所述臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)中包含骨密度臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)；

預(yù)處理單元，用于對所述臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，得到標準化臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)，所述預(yù)處理包括：缺失值補全、異常值修正以及數(shù)據(jù)離散化；

查找單元，用于在局部階段，查找所述標準化臨床醫(yī)學數(shù)據(jù)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(yī)學數(shù)據(jù)中的骨密度數(shù)據(jù)和骨密度影響因素；

因果關(guān)系確定單元，用于在全局階段，根據(jù)所述馬爾科夫毯集和醫(yī)學先驗知識得到全局有向無環(huán)圖結(jié)構(gòu)，所述全局有向無環(huán)圖結(jié)構(gòu)用于表征骨密度與骨密度影響因素之間的因果關(guān)系。