一种用于肺移植可行性评估的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于肺移植可行性评估的系统和方法，收集若干已经进行肺移植的历史患者的临床数据，使用预处理后的临床数据构建肺移植可行性评估的测试样本，随机划分形成训练集、验证集和测试集，训练神经网络模型，输出肺移植可行性的概率，基于测试集中每个测试样本的肺移植可行性的概率以及对应的肺移植后的真实可行性数据，绘制受试者工作曲线以及曲线下面积以获得神经网络模型用于肺移植可行性评估的准确率；使用已训练好的神经网络模型对待移植患者进行肺移植可行性评估，建立一种无创的评估方法来评估肺移植可行性进而制定手术方案，预估供器官需求，对肺移植具有重要的临床意义。临床意义。临床意义。

【技术实现步骤摘要】
一种用于肺移植可行性评估的系统和方法


[0001]本专利技术涉及人工智能以及智慧医疗
，尤其涉及一种用于肺移植可行性评估的系统和方法。

技术介绍

[0002]近年来肺病患者不断增多，而肺癌已经成为世界发病率和死亡率最高的癌症，对终末期肺疾病患者来说，肺移植是目前可选的唯一有效延长预期寿命和生活质量的方法。接受肺移植的终末期肺疾病患者往往病程长、病情重，由于呼吸衰竭、长期缺氧及高碳酸血症，部分患者甚至合并多器官功能不全。肺移植手术创伤大，且因肺与外界相通，围手术期感染风险较高；同时，肺富含免疫活性细胞，术后早期排斥反应的发生率高于其他实体器官移植。因此，肺移植对受者各器官功能状态及心理状态要求均较高，严格的术前评估及充分准备是获得满意疗效的关键。
[0003]肺移植的术前评估流程一般分3步：(1)完善相关辅助检查；(2)多学科讨论进行综合评估，全面了解患者病情并排除绝对禁忌证；(3)针对相对禁忌证进行充分讨论并积极干预，制订最佳治疗方案，尽可能为肺移植创造条件。目前的肺移植可行性评估过程较繁琐，需要耗费大量精力与费用，甚至需要做很多有创检查，无法满足临床需求。因此，建立一种无创的评估方法来评估肺移植可行性进而制定手术方案，预估供器官需求，以及制订初步的围手术期全程管理方案及远期随访策略具有重要的临床意义。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提出一种用于肺移植可行性评估的系统和方法，旨在建立一种无创的评估方法来评估肺移植可行性进而制定手术方案，预估供器官需求。
[0005]一种用于肺移植可行性评估的系统，包括：
[0006]训练模块，用于对肺移植可行性进行评估的神经网路模型进行预先训练，所述训练模块包括：
[0007]数据收集子模块，用于收集若干已经进行肺移植的历史患者的临床数据，所述临床数据包括移植前数据和移植后数据，所述移植后数据以包括肺移植后的真实可行性数据；
[0008]预处理子模块，连接所述数据收集子模块，用于对各所述历史患者的所述临床数据进行预处理；
[0009]划分子模块，连接所述预处理子模块，用于使用预处理后的所述临床数据构建肺移植可行性评估的测试样本，并将所述测试样本随机划分形成训练集、验证集和测试集；
[0010]训练子模块，连接所述划分子模块，用于使用所述训练集作为输入训练构建的所述神经网络模型，所述神经网络模型输出肺移植可行性的概率，并使用所述验证集对所述神经网络模型进行超参数调节；
[0011]测试子模块，连接所述训练子模块，用于以所述测试集作为训练后的所述神经网
络模型的输入，输出所述测试集中每个所述测试样本的肺移植可行性的概率；
[0012]判断子模块，连接所述测试子模块，用于基于所述测试集中每个所述测试样本的肺移植可行性的概率以及对应的肺移植后的所述真实可行性数据，绘制受试者工作曲线以及曲线下面积以获得所述神经网络模型用于肺移植可行性评估的准确率；
[0013]评估模块，用于使用已训练好的所述神经网络模型对待移植患者进行肺移植可行性评估，包括：
[0014]数据采集子模块，用于获取所述待移植患者的所述移植前数据；
[0015]概率获取子模块，连接所述数据采集子模块，用于将所述移植前数据输入已训练好的所述神经网络模型，以获取所述待移植患者的肺移植可行性的概率。
[0016]进一步的，所述移植前数据包括所述患者的基本资料、CT影像和肺功能检查数据。
[0017]进一步的，所述基本资料包括年龄、性别、是否吸烟、是否有高血压、是否有糖尿病、是否有冠心病、身体质量指数。
[0018]进一步的，所述肺功能检查数据包括肺活量、一秒钟用力呼气容积、一秒钟用力呼气容积与用力肺活量的比值、最大呼气中段量。
[0019]进一步的，肺移植后的所述真实可行性数据包括移植后是否出现术后并发症以及并发症的严重程度。
[0020]进一步的，所述预处理子模块包括：
[0021]检测单元，用于检测各所述临床数据中是否具有异常数据，所述异常数据包括缺失或者错误的数据；
[0022]预处理单元，连接所述检测单元，用于对各所述临床数据中的所述异常数据进行修正。
[0023]进一步的，所述预处理单元包括：
[0024]提取子单元，用于提取所述异常数据的属性；
[0025]获取子单元，连接所述提取子单元，用于根据所述异常数据的所述属性，获取其余未出现所述异常数据的所述临床数据中与所述属性对应的属性值；
[0026]修正子单元，连接所述提取子单元，用于对所述属性值进行统计，使用出现频率最高的所述属性值对所述异常数据进行修正，或者对求取所有所述属性值的平均值，使用所述平均值对所述异常数据进行修正。
[0027]进一步的，所述评估模块还包括：
[0028]评估子模块，连接所述概率获取子模块，用于
[0029]根据所述概率对所述待移植患者的肺移植可行性进行等级评估，当所述概率小于第一预设值时为1级，当所述概率不小于所述第一预设值且小于第二预设值时为2级，当所述概率不小于所述第二预设值时为3级；其中，1 级表示肺移植安全可行，2级表示术后易发生轻度并发症，3级表示术后易发生重度并发症。
[0030]进一步的，所述第一预设值为33％，所述第二预设值为67％。
[0031]一种用于肺移植可行性评估的方法，使用前述的一种用于肺移植可行性评估的系统，包括预先用于对肺移植可行性进行评估的神经网路模型的训练过程以及使用训练好的所述神经网络模型对待移植患者进行肺移植可行性评估的过程；
[0032]对肺移植可行性进行评估的神经网路模型的训练过程包括：
[0033]步骤A1，收集若干已经进行肺移植的历史患者的临床数据，所述临床数据包括移植前数据和移植后数据，所述移植后数据以包括肺移植后的真实可行性数据；
[0034]步骤A2，对各所述历史患者的所述临床数据进行预处理；
[0035]步骤A3，使用预处理后的所述临床数据构建肺移植可行性评估的测试样本，并将所述测试样本随机划分形成训练集、验证集和测试集；
[0036]步骤A4，构建神经网络模型，使用所述训练集作为输入训练所述神经网络模型，所述神经网络模型输出肺移植可行性的概率，并使用所述验证集对所述神经网络模型进行超参数调节；
[0037]步骤A5，以所述测试集作为训练后的所述神经网络模型的输入，输出所述测试集中每个所述测试样本的肺移植可行性的概率；
[0038]步骤A6，基于所述测试集中每个所述测试样本的肺移植可行性的概率以及对应的肺移植后的所述真实可行性数据，绘制受试者工作曲线以及曲线下面积以获得所述神经网络模型用于肺移植可行性评估的准确率；
[0039]使用已训练好的所述神经网络模型对待移植患者进行肺移植可行性评估的过程包括：
[0040]步骤B1，获取所述待移植患者的所述移植前数据；
[0041]步骤B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于肺移植可行性评估的系统，其特征在于，包括：训练模块，用于对肺移植可行性进行评估的神经网路模型进行预先训练，所述训练模块包括：数据收集子模块，用于收集若干已经进行肺移植的历史患者的临床数据，所述临床数据包括移植前数据和移植后数据，所述移植后数据以包括肺移植后的真实可行性数据；预处理子模块，连接所述数据收集子模块，用于对各所述历史患者的所述临床数据进行预处理；划分子模块，连接所述预处理子模块，用于使用预处理后的所述临床数据构建肺移植可行性评估的测试样本，并将所述测试样本随机划分形成训练集、验证集和测试集；训练子模块，连接所述划分子模块，用于使用所述训练集作为输入训练构建的所述神经网络模型，所述神经网络模型输出肺移植可行性的概率，并使用所述验证集对所述神经网络模型进行超参数调节；测试子模块，连接所述训练子模块，用于以所述测试集作为训练后的所述神经网络模型的输入，输出所述测试集中每个所述测试样本的肺移植可行性的概率；判断子模块，连接所述测试子模块，用于基于所述测试集中每个所述测试样本的肺移植可行性的概率以及对应的肺移植后的所述真实可行性数据，绘制受试者工作曲线以及曲线下面积以获得所述神经网络模型用于肺移植可行性评估的准确率；评估模块，用于使用已训练好的所述神经网络模型对待移植患者进行肺移植可行性评估，包括：数据采集子模块，用于获取所述待移植患者的所述移植前数据；概率获取子模块，连接所述数据采集子模块，用于将所述移植前数据输入已训练好的所述神经网络模型，以获取所述待移植患者的肺移植可行性的概率。2.如权利要求1所述的一种用于肺移植可行性评估的系统，其特征在于，所述移植前数据包括所述患者的基本资料、CT影像和肺功能检查数据。3.如权利要求2所述的一种用于肺移植可行性评估的系统，其特征在于，所述基本资料包括年龄、性别、是否吸烟、是否有高血压、是否有糖尿病、是否有冠心病、身体质量指数。4.如权利要求2所述的一种用于肺移植可行性评估的方法，其特征在于，所述肺功能检查数据包括肺活量、一秒钟用力呼气容积、一秒钟用力呼气容积与用力肺活量的比值、最大呼气中段量。5.如权利要求2所述的一种用于肺移植可行性评估的系统，其特征在于，肺移植后的所述真实可行性数据包括移植后是否出现术后并发症以及并发症的严重程度。6.如权利要求1所述的一种用于肺移植可行性评估的系统，其特征在于，所述预处理子模块包括：检测单元，用于检测各所述临床数据中是否具有异常数据，所述异常数据包括缺失或者错误的数据；预处理单元，连接所述检测单元，用于对各所述临床数据中的所述异常数据进行修正。7.如权利要求6所述的一种用于肺移植可行性评估的系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊琪，赵德平，陈乾坤，朱余明，何文新，陈昶，
申请(专利权)人：上海市肺科医院，
类型：发明
国别省市：