[發(fā)明專利]AI血透方案模型建模方法及生成血透方案的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211418479.1
• 申請(qǐng)日: 2022-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN115579108B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黎海源;陳浩;陸凱東;劉迪;斯海燕;林燕榕;姜玉蘋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 腎泰網(wǎng)健康科技（南京）有限公司
• 主分類號(hào): G16H20/40
• 分類號(hào): G16H20/40;G16H70/40;G06F17/18;G06N3/084;G06N3/09;G06F18/2431
• 代理公司: 南京科知維創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 32270
• 代理人: 杜依民

本發(fā)明提出一種AI血透方案模型建模方法及生成血透方案的方法，包括透析器子模型、透析設(shè)定子模型、透析藥劑子模型和透析液子模型；將透析器子模型的結(jié)論作為輸入變量，運(yùn)用于透析設(shè)定子模型；將透析設(shè)定子模型的結(jié)論作為輸入變量，運(yùn)用于透析藥劑子模型；將透析藥劑子模型的結(jié)論作為輸入變量，運(yùn)用于透析液子模型，最終給出個(gè)性化血液透析方案；不僅能輔助醫(yī)護(hù)人員制定個(gè)性化透析方案，降低醫(yī)護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，及專業(yè)性要求；還能降低或避免透析中發(fā)生不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，保證病人的安全，提高醫(yī)療護(hù)理質(zhì)量；更是能降低預(yù)測(cè)誤差，提高預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及血液凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是AI血液透析方案模型建模方法，及基于AI血液透析方案模型建模方法創(chuàng)建的AI血液透析方案模型生成血液透析方案的方法、系統(tǒng)、應(yīng)用。

背景技術(shù)

維持性血液透析作為一種腎臟替代治療，是終末期腎臟疾病的主要治療方法，約90%的透析患者需行維持透析治療。血液透析是將患者血液與透析液同時(shí)引進(jìn)透析器，在透析膜兩側(cè)呈反方向流動(dòng)，憑借半透膜兩側(cè)的溶度梯度、滲透梯度和水壓梯度，通過(guò)彌散、對(duì)流、吸附清除毒素；通過(guò)超濾和滲透清除體內(nèi)多余的水分；同時(shí)補(bǔ)充需要的物質(zhì)，糾正電解質(zhì)、酸堿平衡紊亂。血液透析是一項(xiàng)專業(yè)性較強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)性較大的醫(yī)療護(hù)理行為。患者在透析周期中存在透析風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)常出現(xiàn)一些不良反應(yīng)（調(diào)整抗凝劑、血壓波動(dòng)、低血壓、高血壓、低血糖、心血管、其他異常情況），制定出完善的個(gè)性化透析方案，可以有效地將透析風(fēng)險(xiǎn)化解到最小，從而保證病人的安全，提高醫(yī)療護(hù)理質(zhì)量。

目前在透析周期中，大部分依靠醫(yī)護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)去制定血透方案，但是不同患者個(gè)體情況復(fù)雜，醫(yī)護(hù)人員的經(jīng)驗(yàn)和精力有限。此外，在透析過(guò)程中，通過(guò)專業(yè)儀器的檢測(cè)進(jìn)行生命體征的檢測(cè)。使用儀器每隔一定時(shí)間（如半小時(shí)左右）監(jiān)測(cè)一次生命體征，操作頻繁增加了工作量，而且不是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，增加了發(fā)生危急情況的可能性。亟需對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出改進(jìn)，提供更加完善的個(gè)性化的透析方案，減輕醫(yī)護(hù)人員、專業(yè)儀器的運(yùn)行的壓力。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種構(gòu)建AI血液透析方案生成模型方法，所述AI血液透析方案生成模型包括透析器子模型、透析設(shè)定子模型、透析藥劑子模型和透析液子模型；將透析器子模型的結(jié)論作為輸入變量，用于透析設(shè)定子模型，將透析設(shè)定子模型的結(jié)論作為輸入變量，運(yùn)用于透析藥劑子模型，將透析藥劑子模型的結(jié)論作為輸入變量，運(yùn)用于透析液子模型；透析器子模型給出透析器型號(hào)參數(shù)值；透析設(shè)定子模型給出預(yù)設(shè)脫水值參數(shù)；透析藥劑子模型給出抗凝劑劑量參數(shù)和EPO周劑量參數(shù)；透析液子模型給出透析液流量參數(shù)、透析液溫度參數(shù)、透析液電導(dǎo)度參數(shù)、透析液鉀濃度參數(shù)、透析液鈉濃度參數(shù)、透析液鈣濃度參數(shù)。進(jìn)一步的，

透析器子模型；所述透析器子模型包括透析器型號(hào)組件和透析模式組件；

所述透析器型號(hào)組件包括透析器型號(hào)算法組件和透析器型號(hào)特征重要度分析組件；所述透析器型號(hào)組件，首先，通過(guò)透析器型號(hào)特征重要度分析組件給出透析器型號(hào)組件輸入特征，然后，將透析器型號(hào)組件輸入特征輸入透析器型號(hào)算法組件，最后，透析器型號(hào)算法組件給出透析器型號(hào)參數(shù)值；

通過(guò)透析器型號(hào)特征重要度分析組件給出的輸入特征，一方面，能有效減少特征的數(shù)量，從而解決特征過(guò)多的問(wèn)題；另一方面，去除了不相關(guān)特征，只留下關(guān)鍵特征，降低了透析器型號(hào)算法組件學(xué)習(xí)任務(wù)的難度。

進(jìn)一步的，所述透析器型號(hào)特征重要度分析組件對(duì)輸入特征用xgboost算法做特征重要度分析，將所有輸入特征和實(shí)際透析器型號(hào)用xgboost做擬合，將每個(gè)輸入特征作為劃分屬性時(shí)的損失函數(shù)平均降低量由大到小排序，得到特征重要度排序，將排名靠前的輸入特征作為透析器型號(hào)算法組件輸入特征。

xgboost算法，通過(guò)梯度提升的方法，可以根據(jù)提升之后的樹獲取每個(gè)特征的重要性。從而剔除重要度不高的特征，增強(qiáng)透析器型號(hào)算法組件的魯棒性。

所述透析器型號(hào)算法組件由決策分類樹構(gòu)成，決策分類樹由多個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有輸入特征和輸入特征的閾值，根據(jù)閾值層層劃分，最終將輸入特征劃分到某個(gè)透析器類別中；