[发明专利]疾病风险评估与个性化健康报告生成系统及方法

权利要求书

1.疾病风险评估与个性化健康报告生成方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤(1)：输入纵向健康体检大数据；所述纵向健康体检大数据，包括设定时间范围内，跨地域的若干家健康体检机构提供的健康体检数据；

步骤(2)：对数据进行整理：包括对数据的标准化处理、人员去重处理、变量对照处理、疾病对照处理和结构化审核处理，最终得到需要的结构化数据；

所述标准化处理是指：对新输入的变量，首先判断新变量是否是变量标准数据库里面已经存在的变量，若已经存在，则删除；若不存在，则依据变量标准数据库变量的标准编码的编码规则对新的变量进行重新编码，将重新编码后的变量存储到变量标准数据库中；

所述人员去重处理是指：根据体检人员的标准编码，删除重复的体检人员；

所述变量对照处理是指：将新的变量名与变量标准数据库中的标准编码建立一一对应关系，便于查阅；

所述疾病对照处理是指：将原始数据中疾病名称与标准ICD10疾病名称和ICD10编码建立一一对应关系；

所述结构化审核处理是指：将原始数据中B超文本数据、CT文本数据、心电图文本数据、问诊文本数据，分词成结构化数据；

步骤(3)：根据疾病的名称对疾病的各项指标阈值范围进行定义，同时根据疾病的各项指标阈值范围，利用sas统计软件建立对应疾病的队列；

步骤(4)：建立队列之后，利用cox单因素回归分析方法对每个变量均进行变量选择；最后将纳入cox比例风险模型的变量进行多因素回归分析；

所述步骤(4)用单因素回归分析进行变量选择的步骤：

步骤(41)：确定要分析的自变量x_i；

步骤(42)：利用sas统计软件进行cox单因素回归分析，得到单因素回归分析模型：

h(t|X)＝h₀(t)*exp(β_i*x_i)；

步骤(43)：设定一个显著性水平α，当对回归系数β_i检验的p值小于α时，认为变量x_i与变量结局之间有明显的线性关系，变量x_i能够纳入cox比例风险模型；

步骤(5)：利用多因素回归分析方法，构建cox比例风险模型；

步骤(5)的Cox比例风险模型：

步骤(6)：对cox比例风险模型内部进行验证，对cox比例风险模型外部进行验证；得到疾病预测模型；

对cox比例风险模型内部进行验证：

十折交叉验证：初始数据采样分割成10个子样本，每次交叉验证中将某个子样本作为验证模型的数据，其他9个样本合集作为训练集；交叉验证重复10次，使得每个子样本验证一次，然后平均10次的结果，最终得到一个单一估测；反映模型效果的拟合统计量分别是：AUC＝0.847，Gini系数＝0.695，KS统计量＝0.536；若AUC在0.6以上，则模型可用；

对cox比例风险模型外部进行验证：

将外部数据带入已经建立好的cox比例风险模型，根据每个人的累积发病风险P以及疾病结局，绘制出ROC曲线，得到AUC的值，若AUC在0.6以上，则模型可用；

步骤(7)：生成疾病风险评估双曲线：平均风险评估曲线和低风险评估曲线；

步骤(8)：输入新个体体检指标，根据步骤(6)的疾病预测模型和步骤(7)的疾病风险评估双曲线，生成疾病风险评估结果，同时根据预先设定的体检指标，输出包括体检指标、疾病的发病风险、风险年龄、风险等级和干预处方的疾病风险评估与个性化健康报告；

风险年龄的计算方法为：

首先计算出每个人的累积发病风险P，然后对比平均风险线，与P最接近的平均风险p所对应的年龄，就是体检者的风险年龄；

风险等级的判断过程为：如果那么该个体的风险等级为高风险；如果那么定义该个体的风险等级为中风险；如果PP，那么定义该个体的风险等级为低风险；

所述生成疾病风险评估双曲线，包括：并发进行的平均风险评估曲线绘制步骤和低风险评估曲线绘制步骤；平均风险评估曲线绘制步骤：

步骤(701)：将队列数据代入模型：

p(t)表示每个人的累积发病风险；S₀(t)表示基准生存率；β₀、β_i表示回归系数；x_i表示第i个体检指标；x_i′表示第i个体检指标的均值；exp，高等数学里以自然常数e为底的指数函数；

步骤(702)：计算出队列中每个人的累积发病风险p(t)；

步骤(703)：对每个人的累积发病风险根据年龄分组，对于每个人的累积发病风险P进行正态性检验，P表示每个人的累积发病风险，是一个常数，使用计算得出的；p(t)表示累积发病风险，与t有关，用来计算每个人的累积发病风险；若满足正态性检验，则取每个年龄累积发病风险的平均值P_mean为该年龄人群平均风险p；若不满足正态性检验，则取每个年龄累积发病风险的中位数P_median为该年龄人群平均风险p；

步骤(704)：将每组(age,p)对应直角坐标系中的点，用直线连接，形成折线图；age表示个体的年龄；

步骤(705)：对折线通过拟合得到最优趋势线，即平均风险线，平均风险值用表示；

低风险评估曲线绘制步骤，包括：

步骤(711)：取出cox比例风险模型中用到的指标x_i的基线数据；

步骤(712)：计算指标x_i的1％分位数x_i,1％；计算指标x_i的99％分位数x_i,99％；

步骤(713)：判断β_i＞0是否成立，若成立，则若不成立，则

β_i表示：回归系数；表示：指标正常范围的上限；x_i表示：指标范围的下限；X_i表示：计算低风险线上的值时需要带入到模型；

中的体检指标x_i的真实指标值；

步骤(714)：将X_i带入到模型

中，计算出低风险值P；

步骤(715)：画出低风险值随年龄的折线图；

步骤(716)：对折线图通过拟合得到最优趋势线，即平均风险线；

所述方法所使用的疾病风险评估与个性化健康报告生成系统，包括：

IaaS层：用于提供硬件及网络资源环境，以及负载均衡服务，IaaS层包括云中心资源管理模块，云中心资源管理模块针对各种系统应用服务所需的硬件和网络资源进行合理的调配和管理，保证系统资源的高效使用和运转；

DaaS层，用于对数据进行结构化、集约化和虚拟化处理，集中对数据进行聚合、质量管理或数据清洗处理，然后再将数据提供给不同的应用和服务；

PaaS层，用于在网上提供各种开发和分发应用的解决方案，为系统提供各种应用的解决方案，根据不同的服务应用，调用PaaS层相应的模块组合生成相应的解决方案，包括健康评估模块、模型算法管理模块，所述的健康评估模块，用于采集相应的指标信息和生成相应的个性化健康风险评估报告，是整个系统中连接用户信息和模型算法的关键模块，接收用户填写的指标信息，根据查看请求输出相应的个性化健康风险评估报告结果和个性化健康干预结论，模型算法管理模块，用于提供健康评估的所有模型算法，是系统的核心模块，健康评估模块通过调用相应的模型算法，生成计算出相应的评估结果；

SaaS层用于针对不同的服务对象，提供不同的服务，是系统的控制访问层，根据用户的不同访问需要，提供不同的应用服务；针对体检机构用户、政府机构用户、行业团体用户和体检人员，系统提供不同的应用服务；

所述访问层，包括：体检机构PC端，保证体检机构用户能够在PC端访问系统应用；政府部门PC端，保证政府用户能够在PC端访问系统应用；行业团体PC端，保证行业团体用户能够在PC端访问系统应用；体检人员移动终端，保证体检人员能够在移动端访问系统应用；微信公众平台，保证体检人员能够在微信公众平台访问系统应用；

第三方接口，用于更好的与体检系统和CA认证系统进行对接；

IaaS层，还包括：资源池，资源池包括：应用资源池、存储资源池和网络及资源安全池；

应用资源池，用于管理云中心的应用服务器资源，合理安排和调配相应的资源配置，保证应用服务的安全和高效运行；

存储资源池，用于管理云中心的硬件存储资源，合理安排和调配相应的硬件存储资源；

网络及资源安全池，用于管理云中心的网络及资源安全，合理的安排和调配相应的带宽设置和防火墙安全资源配置；

DaaS层，包括：用户信息库、调查问卷信息库、体检信息库、个性化健康风险评估报告库和模型算法库；

用户信息库，用于存储和管理用户的个人基本信息；

调查问卷信息库，用于存储和管理用户填写的调查问卷信息；

体检信息库，用于存储和管理体检者的体检信息；

个性化健康风险评估报告库，用于存储和管理体检者的个性化健康风险评估报告结果和生成的个性化健康风险评估报告；

模型算法库，用于存储和管理健康评估所使用到的模型算法；

PaaS层，还包括：报告模板管理模块、webservice接口管理模块、用户管理模块、APP接口管理模块、微信公众平台接口、数据交换服务模块；

报告模板管理模块，用于管理个性化健康风险评估报告的模板，根据不同的客户需要，使用相应的模板，生成与其对应的个性化健康风险评估报告；

webservice接口管理模块，用于对外提供服务的webservice接口，让风险评估服务以webservice接口的形式对外提供风险评估服务；

用户管理模块，用于管理系统中存储的用户数据信息，保证数据的安全性和完整性；

APP接口管理模块，用于提供与手机APP相应的接口，由于手机APP是通过互联网与系统进行通信，为了安全性，系统与手机APP的通信是使用相应的接口来实现的；

微信公众平台接口，用于提供与微信公众平台相应的接口，由于微信公众平台是通过互联网与系统进行通信，为了安全性，系统与微信公众平台的通信是使用相应的接口来实现的；

数据交换服务模块，用于实现数据在应用服务和数据库之间的交互，把数据从数据库中查询返回给应用服务，同时也将应用服务产生的数据存储进入数据库；

SaaS层，包括：面向体检机构模块、面向政府机构模块、面向行业团体模块和面向体检人员模块；

所述面向体检机构模块包括：

体检机构评估管理单元，用于采集体检机构的体检信息，调用相应的模型算法和模板生成对应的个性化健康风险评估报告；

体检机构报告管理单元，对已生成完成的个性化健康风险评估报告进行管理，体检机构调用相应的接口程序进行报告的预览、打印和下载；

健康干预单元，针对已经生成的个性化健康风险评估报告结果系统会提供个性化的健康干预方案，个性化的健康干预方案，包括饮食、运动、生活方式、心理健康和用药指导；

评估统计单元，对体检机构的个性化健康风险评估报告数量进行统计汇总；

用户管理单元，用于管理体检机构中体检用户的基础信息；

所述面向政府机构模块，包括：

政府机构评估管理单元，用于采集民众的体检信息，调用相应的模型算法和模板生成对应的个性化健康风险评估报告；

政府机构报告管理单元，用于对于生成完成的个性化健康风险评估报告进行管理，承载政府机构人员体检的体检机构能够调用相应的接口程序进行报告的预览、打印和下载；

干预随访单元，针对已经生成的个性化健康风险评估报告结果系统提供个性化的健康干预方案，个性化的健康干预方案，包括饮食、运动、生活方式、心理健康和用药指导；

人员管理单元，用于管理政府部门管辖下民众的基础信息；

所述面向行业团体模块，包括：

行业团体评估管理单元，用于采集行业团体下的客户的体检信息，调用相应的模型算法和模板生成对应的个性化健康风险评估报告；

评估推荐单元，针对行业团体的需要，基于风险评估的结果，给行业团体推荐相应的产品和服务；

所述面向体检人员模块，包括：

健康档案单元，用于面向体检人员，为其建立完整的健康档案，健康档案包括个人基本信息、历次的体检信息、历次的健康评估结果和干预方案；

个人中心单元，用于面向体检人员，体检人员提供了个人中心功能，允许通过多种方式登陆进入系统查看其个人的健康档案信息；

手机APP单元，用于面向体检人员，为体检人员提供了手机APP服务，体检者允许使用相应手机APP来查看和访问相应的个人信息；

微信公众平台，用于面向体检人员，为体检人员提供了微信公众平台，体检者能够应用微信公众平台来查看和访问相应的个人信息；

访问层，用于对外提供应用访问，服务对象包括体检机构、政府部门、行业团体和体检人员，针对前三个服务对象开通PC端服务，针对体检人员开通PC端或移动终端服务；

第三方接口包括：体检系统、CA认证系统；

体检系统，系统预留了相应的接口，与多种体检系统直接进行对接；

CA认证系统，为了安全访问的需要，系统提供了与CA认证系统的接口；

对于一个新的体检个体，将体检指标输入疾病风险评估与个性化健康报告生成系统就能够得到自己的个性化健康风险评估报告，个性化健康风险评估报告中包括疾病的发病风险、风险年龄以及风险等级。