将定性关系建模为因果关系图制造技术

本发明专利技术涉及一种用于针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的系统（１００，３０４），所述系统包括：用于将所述病症集合中的病症和所述症状集合中的症状之间的定性关系建模为因果关系图的建模器（１０２）；用于对所述定性关系进行部分排序的排序器（１０４）；用于基于所述定性关系的部分排序采用所观察症状确定针对所观察症状的病症子集的判决器（１０６）。本发明专利技术还涉及一种用于针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的方法，其中，将病症集合中的病症和所述症状集合中的症状之间的定性关系建模为因果关系图，并对所述定性关系进行部分排序，所述方法包括：基于所述定性关系的部分排序采用所述所观察症状确定针对所述所观察症状的所述病症子集。本发明专利技术还涉及一种用于针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的医疗工作站（１１６），所述医疗工作站包括：根据权本发明专利技术所述的系统（１００，３０４）；数据库（１１２，３０６），其包括病症集合、症状集合、作为因果关系图的所述病症集合中的病症和所述症状集合中的症状之间的定性关系的模型以及所述定性关系的部分排序；和用于在用户和所述医疗工作站之间提供交互的交互设备（１１８，１２０，１２２）。本发明专利技术还涉及将由计算机装置（１１６）加载的计算机程序产品（３２４），其包括用于针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的指令，所述计算机装置包括处理单元（１１０）和存储器（１２４），在加载之后，所述计算机程序产品向所述处理单元提供执行根据本发明专利技术的方法的能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的系统。本专利技术还涉及一种包括这种系统的医疗工作站；针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的方法；以及由计算机装置加载的计算机程序产品，其包括用于针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的指令。
技术介绍
决策支持系统(DSS)可以辅助其用户找到所面临的问题的原因。例如，在医疗应用中，在给定了患者的症状的情况下，医生能够采用临床DSS(CDSS)更快取得对一种或多种疾病的诊断，或者获得对疾病的更为全面的掌握。DSS不单单限于辅助诊断。其还能够对其他任务有所助益，例如，判断必须执行何种后续测试来排除备选的候选诊断，从而以最为有效地方式确定诊断，或者其还有助于取得治疗方案，或者其能够引导进行为治疗患者而必须执行的步骤序列。典型的DSS包括两个部分：用于获取与感兴趣领域相关的通常人类知识的数据库以及提供用于解释的手段并在所存储的知识范围内进行导引的推理系统。典型地，可以按照因果关系的形式表述所述知识，所述因果关系如病症导致症状，这有可能通过各种中间状态的连锁反应(concatenation)。所述模型采取了有向非循环图(DAG)的形式。例如，就中风而言，血管破裂或者狭窄可能导致血管闭塞，而血管闭塞又可能导致脑损伤。典型地，在这一例子中，因果关系不是必须的，而是具有与之相关的可能性。一种实现DSS的方法是采用贝叶斯网络(BN)，参考“Bayesian Networksand Decision Graphs”，F.V.Jensen，Springer，2001。BN存储所述模型中包-->括的变量，例如，病症、症状等能够取的所有状态值的联合概率分布。为了有效地实现这一目的，并且由此得到更为有效的推理算法，BN本身不存储所述联合概率分布，而是存储以其他变量的状态的精选的子集(称为父)为条件的变量的状态(称为子)的条件概率。典型地，BN中的父子对对应于上述因果关系。与BN有关的一个公知问题就是将为网络中所有的可能为条件性的概率指定什么样的值的问题，参考“Building Probabilistic Networks：Where Dothe Numbers Come From？”，M.J.Druzdzel和L.C.van der Gaag，GuestEditors′Introduction to special section of IEEE Transactions of Knowledge andData Engineering，IEEE Trans.On Knowledge and Data Engineering 12(4)，2000。典型地，这些值中的一些是人类专家已知的，以不确定的语言表述形式，例如，“大多数”、“通常”、“可能发生”等，这些都不是定量的。指定确切的概率数值是一项困难的任务，尤其是在致力于为贝叶斯网络需要的所有概率全部赋值时。另一种方法是采用机器学习技术从统计信息，即，从(f)实际患者数据中提取所述数值。在该方法中，实践表明，无法得到用来对网络进行训练所需的数据，至少无法以所需要的具有统计可靠性的形式获得足够大小的具有统计显著性的数据。可以从文献“computer-based decision support in the management ofprimary gastric non-Hodgkin lymphoma”，Peter Lucas、Henk Boot和BabsTaal，Methods of Information in Medicine 37，1998，206-219中了解所述方法的实施例。这里，将说明胃的非霍奇金淋巴瘤的决策理论模型。所述模型的核心是描述做出决策过程中所隐含的不确定性的表示的概率网络。所述概率网络是一种由一组节点和一组弧线构成的有向非循环图，所述节点表示分立的随机变量，所述弧线表示随机变量之间的因果关系或相关性。为了将诸如节点间的“良好”、“一般”和“较差”的定性关系建模为定量概率，可以通过(例如)下述内容将定性关系建模为定性概率关系，年龄段为10到69岁的人的总体健康状况为良好的概率大于年龄段为10到69岁的人的总体健康状况为一般的概率大于年龄段为10到69岁的人的总体健康状况为较差的概率，即：-->Pr(总体健康状况＝良好|年龄＝10-69)>Pr(总体健康状况＝一般|年龄＝10-69)>Pr(总体健康状况＝较差|年龄＝10-69)之后，采用这些概率验证指定给非循环图内的因果关系的数值。之后，基于所观察症状采用所得到的这一概率网络确定最有可能的病症。但是，这种方法将相对关系的使用局限于对数值的验证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种直接采用定性关系之间的相对关系来推导针对所观察症状的病症的系统。为了实现这一目的，本专利技术提供了一种根据开头段落的系统，所述系统包括：用于将病症集合中的病症和症状集合中的症状之间的定性关系建模为因果关系图的建模器；用于对所述定性关系进行部分排序的排序器(orderer)；用于根据所述定性关系的子集采用所观察症状或症状集合确定针对所述观察症状或症状集合的病症的子集的判决器(determiner)，对所述定性关系的子集的选择是以所述定性关系的部分排序为基础的。通过根据所述定性关系的部分排序改变对所述定性关系的选择，能够采用针对所观察症状的病症结果集合的对应变化计算出最可能的病症。在根据本专利技术的系统的实施例中，所述系统还包括用于供用户对所观察症状和所述病症集合进行交互选择的选择器。借此，用户能够限制总的病症集合中由所观察症状导致的病症子集，其将有利地加快系统的响应时间。在根据本专利技术的系统的另一实施例中，使所述定性关系中的每一个与所述定性关系的部分排序中的可能性级别相关。通过使所述可能性级别与所述部分排序相关，所述系统将首先采用最可能的定性关系，之后包括可能性较低的定性关系。这样能够提供针对所观察症状的改进的病症子集，因为其还包括针对所观察症状可能性较低的病症。在根据本专利技术的系统的另一实施例中，所述判决器还用于改变所述定性关系的部分排序；以及基于改变后的部分排序确定针对所观察症状的病症子集。通过改变所述部分排序，所述系统包含在定性关系的排序之间的-->不确定性。例如，可以将“通常”评估为比“可能发生”更具有可能性，也可以采取相反方式。在根据本专利技术的系统的另一实施例中，所述判决器还用于从所述病症集合中确定多个病症子集；以及通过对所述多个病症子集加权而使所述多个病症子集分等级。通过确定多个子集，对其加权，并相应地使其分等级，用户能够更好地区分针对所观察症状所导出的病症子集的重要性。在根据本专利技术的系统的另一实施例中，所述判决器还用于根据预定标准限制针对所观察症状的病症子集。例如，所述预定标准可以限制于与人体内区域相关的那些病症。另一个例子在于限制所述关系的属性(例如过渡性)、关系的深度等。通过这种方式，进一步改进了所得到的可能的病症子集。本专利技术的目的在于提供一种医疗工作站，其通过一种改进的方式采用定性关系之间的相对关系来创建病症的概率网络。为了实现这一目的，本专利技术提供了一种根据开篇段落的医疗工作站，所述医疗工作站包括：根据本专利技术的系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的系统（１００，３０４），所述系统包括：　－　用于将所述病症集合中的病症和所述症状集合中的症状之间的定性关系建模为因果关系图的建模器（１０２）；　－　用于对所述定性关系进 行部分排序的排序器（１０４）；　－　用于基于所述定性关系的部分排序采用所述所观察症状确定针对所述所观察症状的所述病症子集的判决器（１０６）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-6-13 06115357.31、一种用于针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的系统(100，304)，所述系统包括：- 用于将所述病症集合中的病症和所述症状集合中的症状之间的定性关系建模为因果关系图的建模器(102)；- 用于对所述定性关系进行部分排序的排序器(104)；- 用于基于所述定性关系的部分排序采用所述所观察症状确定针对所述所观察症状的所述病症子集的判决器(106)。2、根据权利要求1所述的系统，还包括：- 供用户对所述所观察症状和所述病症集合进行交互选择的选择器(108)。3、根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述定性关系中的每一个与所述定性关系的所述部分排序内的可能性级别相关。4、根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述判决器还用于- 改变所述定性关系的所述部分排序；以及- 基于改变后的部分排序确定针对所述所观察症状的所述病症子集。5、根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述判决器还用于- 从所述病症集合中确定多个病症子集；以及- 通过对所述多个病症子集加权使所述多个病症子集分等级。6、根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其中，所述判决器还用于根据预定标准限制针对所述所观察症状的所述病症子集。7、一种用于针对症状集合中的所观察症状确定病症集合中的病症子集的医疗工作站(116)，所述医疗工作站...

【专利技术属性】
技术研发人员：WRT坦卡特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]