用于优化结直肠癌诊断的肿瘤标志物多分割点设置系统

摘要

一种医学技术领域的用于优化结直肠癌诊断的肿瘤标志物多分割点设置系统，包括：GUI模块、检验数据存储模块、分割点生成模块、概率诊断模块和分割点优化设置模块，GUI模块为图形用户界面，实现用户与系统的交互性操作，并接受各模块的中间或最后结果；检验数据存储模块用于存放系统中其它模块所用的两类数据；分割点生成模块为每一组实验组合生成众多的多分割点设置方案，在与概率诊断模块的信息交互中，不断优化这些方案。概率诊断模块对每一个方案的效果进行评判，并将结果反馈给分割点生成模块，最后将每一组实验组合优化后的方案保存至分割点优化设置模块，得出最佳的分割点设置方案。本发明可直接作为医学诊断辅助决策系统使用。

主权项

一种用于优化结直肠癌诊断的肿瘤标志物多分割点设置装置，包括：GUI模块、检验数据存储模块，其特征在于，还包括：分割点生成模块、概率诊断模块和分割点优化设置模块，其中：GUI模块为客户所使用的图形用户界面，通过该界面实现用户与系统的交互性操作，并接受交互式操作过程中各模块的中间结果或最后结果；检验数据存储模块用于存放两类数据，第一类数据为历史数据，是经过确诊的具有各肿瘤标志物的检验数据以及经过确诊后的诊断结果，此类数据在求取多分割点设置方案时由概率诊断模块调用；第二类为待分析数据，是还未进行确诊的具有各肿瘤标志物的检验数据，在进行患结直肠癌的概率分析时由概率诊断模块调用；分割点生成模块包括实验组合子模块、分割点进化子模块，其中，实验组合子模块负责根据GUI模块中指定的肿瘤标志物分割点个数生成正交实验组合矩阵，矩阵中的每一列就是一个分割点组合；分割点进化子模块接收分割点组合，并接收概率诊断模块反馈过来的分割点的优劣结果，不断生成诊断正确率更佳的多分割点设置方案，并将分割点设置方案传输给概率诊断模块；概率诊断模块包括：诊断规则子模块、患病概率子模块和诊断正确率评价子模块，其中：诊断规则子模块根据分割点进化子模块生成的分割点设置方案，将检验数据存储模块中的检验数据离散化，使用粗糙集中的值约简法，形成诊断规则，并传输给患病概率子模块；患病概率子模块利用诊断规则，对检验数据存储模块中的历史数据逐一做出患病概率的判断；诊断正确率评价子模块根据每个检验数据的概率值，将每个检验数据区分为结直肠癌或者正常两类，当完成所有数据的判断后，与真实诊断结果作对比，统计所有检验数据中正确诊断的病例数，以AUC作为评价指标，获知分割点方案下的诊断正确率，反馈给分割点进化子模块，概率诊断模块和分割点进化子模块之间进行反复的信息互动，当达到诊断正确率目标时，输出多分割点优化方案，然后将此信息以及对应的实验组合、诊断规则、AUC值传输至分割点优化设置模块中的分割点方案收集子模块； 分割点优化设置模块包括：分割点方案收集子模块、方差分析子模块、方案输出子模块，其中，分割点方案收集子模块负责集合所有实验组合下的多分割点优化方案、诊断规则及AUC值，并传输给方差分析子模块；方差分析子模块对分割点方案收集子模块中的多分割点优化设置方案及其AUC值进行方差分析，得出最终的最佳分割点组合，若这种组合已经在实验组合子模块产生的正交实验组合中存在，则直接将对应的多分割点优化设置方案作为最佳多分割点设置方案，连同这种分割点设置结果下的诊断规则，共同保存至方案输出子模块，并可显示于GUI模块；若这种分割点组合不存在于正交实验组合中，则再次调用分割点生成模块、概率诊断模块，将最终形成的肿瘤标志物多分割点设置方案和诊断规则作为结果保存至方案输出子模块，并可显示于GUI模块，所述分割点进化子模块，使用遗传算法完成每个实验组合下，分割点初始种群的生成及进化，具体如下：对实验组合子模块生成的实验组合矩阵中的每一个分割点组合，使用遗传算法生成n个个体组成的群体矩阵，矩阵中每一行代表一个个体，每一个个体就是一种分割点方案，并把这n个分割点方案传输给概率诊断模块进行诊断正确率的评价；分割点进化子模块接收概率诊断模块反馈回来的对于该分割点方案的诊断正确率的评价结果AUC，获知种群中每一个个体的优劣，将AUC作为遗传算法的目标函数，然后通过交叉和变异，生成新的分割点种群，完成一次进化；分割点进化子模块与概率诊断模块不断进行信息交互，根据进化停止条件，最终将实验组合及相应的分割点设置方案、诊断规则共同传输至分割点优化设置模块中的分割点方案收集子模块。