【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及醫(yī)療信息處理，具體是指一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)。
技術介紹
1、泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)是一個智能化平臺，旨在通過收集、處理和分析泌尿外科患者術后康復過程中產(chǎn)生的多維數(shù)據(jù)，來對患者的康復進展進行實時監(jiān)測和精確評估。但是一般泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)存在捕捉不同康復階段的變化，導致對患者實際康復狀態(tài)的響應較為遲緩的問題；一般泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)存在容易引入無關監(jiān)測數(shù)據(jù)，增加噪聲，從而降低對康復效果的預測精度，處理大規(guī)模康復監(jiān)測數(shù)據(jù)集時效率低的問題。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術的缺陷，本專利技術提供了一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，針對一般泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)存在捕捉不同康復階段的變化，導致對患者實際康復狀態(tài)的響應較為遲緩的問題，本方案基于自適應加權機制，動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)點對康復評估的影響權重，確保不同階段的康復數(shù)據(jù)得到合理的重視，為每個階段設計獨立的子數(shù)據(jù)集和子任務，靈活地捕捉各階段的特性，提高康復效果預測的準確性；針對一般泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)存在容易引入無關監(jiān)測數(shù)據(jù)，增加噪聲，從而降低對康復效果的預測精度，處理大規(guī)模康復監(jiān)測數(shù)據(jù)集時效率低的問題，本方案通過定義自適應核函數(shù)，增強系統(tǒng)對康復監(jiān)測數(shù)據(jù)的適應能力，通過逐步選擇關鍵數(shù)據(jù)點進行更新，加快對康復監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理速度，基于逐步激活機制和路徑優(yōu)化實現(xiàn)快速收斂，進而提高對康復監(jiān)測數(shù)據(jù)的預測效率。
2、本專利技術采取的技術方案如下：本專利技術提供
3、所述數(shù)據(jù)采集模塊采集歷史泌尿外科術后康復數(shù)據(jù)；
4、所述數(shù)據(jù)預處理模塊對采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和標準化處理；
5、所述泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型建立模塊基于自適應加權機制，動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)點對康復評估的影響權重，通過定義自適應核函數(shù)，逐步選擇關鍵數(shù)據(jù)點進行更新，并基于逐步激活機制和路徑優(yōu)化實現(xiàn)泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型的建立；
6、所述泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模塊基于建立完成的泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型實現(xiàn)泌尿外科術后康復效果監(jiān)測。
7、進一步地，在數(shù)據(jù)采集模塊中，所述歷史泌尿外科術后康復數(shù)據(jù)包括術后疼痛評分、炎癥指標、感染指標、體溫、尿液監(jiān)測指標、心率、術后時間和泌尿系統(tǒng)的功能性指標。
8、進一步地，在數(shù)據(jù)預處理模塊中，所述數(shù)據(jù)清洗是對缺失值和重復值處理；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為向量形式；所述標準化處理是基于最大最小歸一化法對數(shù)據(jù)標準化處理。
9、進一步地，所述泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型建立模塊具體包括以下內(nèi)容：
10、模型架構設計單元；所建立的泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型采用svm作為基礎結構；構建自適應svm的對偶問題，表示為：；；將康復過程劃分為階段性恢復，為每個階段創(chuàng)建子數(shù)據(jù)集，并進行數(shù)據(jù)標注，標注類型為康復評估等級；將康復評估等級作為數(shù)據(jù)標簽；每個階段作為一個任務，對于每個任務t，定義任務t的優(yōu)化目標函數(shù)，表示為：；得到聯(lián)合優(yōu)化問題，表示為：；其中，α是拉格朗日乘子向量；k是核矩陣；n是數(shù)據(jù)點總數(shù)；是第i個數(shù)據(jù)點的權重；β是調(diào)節(jié)參數(shù)；hi是術后時間；是拉格朗日乘子；是任務t的拉格朗日乘子向量；是任務t的核矩陣；是正則化參數(shù)；是l1范數(shù)；t1是總任務數(shù)據(jù)；t是轉(zhuǎn)置操作；
11、簡約化調(diào)優(yōu)方案設計單元；具體為：目標函數(shù)梯度表示為：；定義自適應核函數(shù)，表示為：；；計算偏導數(shù)；在每次迭代中，選擇兩個關鍵的康復數(shù)據(jù)點，具體為將偏導數(shù)最小的康復數(shù)據(jù)點作為提升節(jié)點；將偏導數(shù)最大的康復數(shù)據(jù)點作為回撤節(jié)點；更新方向由提升節(jié)點和回撤節(jié)點的差異決定，表示為：；數(shù)據(jù)點的自適應步長表示為：；根據(jù)步長更新解，表示為：；其中，是梯度；是優(yōu)化目標函數(shù)；k(·)是核矩陣元素；xi、xj和xb分別是第i個、第j個和第b個數(shù)據(jù)點；是歐氏距離；和分別是第i個數(shù)據(jù)點和第j個數(shù)據(jù)點的自適應尺度；k1是近鄰數(shù)量；nn(·)是數(shù)據(jù)點的近鄰集合；是平滑參數(shù)；d是更新方向；是數(shù)據(jù)中心點；是第i個數(shù)據(jù)點的自適應步長；和分別是提升節(jié)點和回撤節(jié)點對應的拉格朗日乘子向量；
12、逐步激活單元；具體包括：
13、初始化活躍數(shù)據(jù)集與待激活數(shù)據(jù)集；在初始迭代時，將患者的康復數(shù)據(jù)分為：活躍數(shù)據(jù)集，初始時，活躍數(shù)據(jù)集中僅包含一個患者數(shù)據(jù)，表示當前激活的關鍵數(shù)據(jù)點；待激活數(shù)據(jù)集，待激活數(shù)據(jù)集中包含其他患者數(shù)據(jù)，暫時不被激活；
14、逐步激活更新；在每次迭代中，根據(jù)目標函數(shù)梯度動態(tài)調(diào)整活躍數(shù)據(jù)集和待激活數(shù)據(jù)集；具體為：選擇負梯度最小的空閑數(shù)據(jù)點，將該數(shù)據(jù)點加入活躍數(shù)據(jù)集；將活躍數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)點作為路徑點，表示為pi，將路徑優(yōu)化目標為最小化路徑上數(shù)據(jù)點的梯度差異，表示為：；根據(jù)路徑優(yōu)化選擇的關鍵數(shù)據(jù)點加入活躍數(shù)據(jù)集；更新活躍數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的系數(shù)，表示為：；保持待激活數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)的系數(shù)為零；其中，p是路徑上選擇的活躍數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)點集合；是目標函數(shù)在路徑點處的梯度；和分別是第k+1次迭代和第k次迭代時數(shù)據(jù)點的拉格朗日乘子向量；γ是數(shù)據(jù)點的自適應步長；batch(·)是基于路徑選出的關鍵數(shù)據(jù)點的集合；和分別是作為提升節(jié)點和回撤節(jié)點的第i個數(shù)據(jù)點的拉格朗日乘子值；
15、收斂判定單元；預先設有收斂閾值和最大迭代次數(shù)；當提升節(jié)點和回撤節(jié)點的梯度差距低于收斂閾值或者待激活數(shù)據(jù)集中沒有新的數(shù)據(jù)被加入到活躍數(shù)據(jù)集中時，收斂完成；得到建立完成的泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型；若達到最大迭代次數(shù)但是沒有收斂完成，則調(diào)整初始步長、正則化參數(shù)和核函數(shù)參數(shù)重新迭代。
16、進一步地，所述泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模塊是基于建立完成的泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型，實時采集患者的術后疼痛評分、炎癥指標、感染指標、體溫、尿液監(jiān)測指標、心率、術后時間和泌尿系統(tǒng)的功能性指標；經(jīng)預處理后輸入至泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型中，將模型輸出的康復評估等級作為監(jiān)測結果。
17、采用上述方案本專利技術取得的有益效果如下：
18、（1）針對一般泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)存在捕捉不同康復階段的變化，導致對患者實際康復狀態(tài)的響應較為遲緩的問題，本方案基于自適應加權機制，動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)點對康復評估的影響權重，確保不同階段的康復數(shù)據(jù)得到合理的重視，為每個階段設計獨立的子數(shù)據(jù)集和子任務，靈活地捕捉各階段的特性，提高康復效果預測的準確性。
19、（2）針對一般泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)存在容易引入無關監(jiān)測數(shù)據(jù)，增加噪聲，從而降低對康復效果的預測精度，處理大規(guī)模康復監(jiān)測數(shù)據(jù)集時效率低的問題，本方案通過定義自適應核函數(shù)，增強系統(tǒng)對康復監(jiān)測數(shù)據(jù)的適應能力，通過逐步選擇關鍵數(shù)據(jù)點進行更新，加快對康復監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理速度，基于逐步激活機制和路徑優(yōu)化實現(xiàn)快速收斂，進而提高對康復監(jiān)測數(shù)據(jù)的預測效率。
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1.一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊、泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型建立模塊和泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模塊；
2.根據(jù)權利要求1所述的一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型建立模塊還包括以下內(nèi)容：
3.根據(jù)權利要求2所述的一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述逐步激活單元具體包括：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：在數(shù)據(jù)采集模塊中，所述歷史泌尿外科術后康復數(shù)據(jù)包括術后疼痛評分、炎癥指標、感染指標、體溫、尿液監(jiān)測指標、心率、術后時間和泌尿系統(tǒng)的功能性指標。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模塊是基于建立完成的泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型，實時采集患者的術后疼痛評分、炎癥指標、感染指標、體溫、尿液監(jiān)測指標、心率、術后時間和泌尿系統(tǒng)的功能性指標；經(jīng)預處理后輸入至泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型中，將模型輸出的康復
6.根據(jù)權利要求1所述的一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：在數(shù)據(jù)預處理模塊中，所述數(shù)據(jù)清洗是對缺失值和重復值處理；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為向量形式；所述標準化處理是基于最大最小歸一化法對數(shù)據(jù)標準化處理。
...【技術特征摘要】
1.一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預處理模塊、泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型建立模塊和泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模塊；
2.根據(jù)權利要求1所述的一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述泌尿外科術后康復效果監(jiān)測模型建立模塊還包括以下內(nèi)容：
3.根據(jù)權利要求2所述的一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述逐步激活單元具體包括：
4.根據(jù)權利要求1所述的一種智能化泌尿外科術后康復效果監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：在數(shù)據(jù)采集模塊中，所述歷史泌尿外科術后康復數(shù)據(jù)包括術后疼痛評分、炎癥指標、感染指標、體溫、尿液監(jiān)測指標、心率、術...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李華鋒，杜艷蕓，李臘，趙剛剛，胡芳芳，史珊珊，
申請(專利權)人：西安醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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