[发明专利]基于对比的包含竞争风险的动态生存分析设备

说明书

本发明公开了一种基于对比的包含竞争风险的动态生存分析设备，包括：数据输入单元、数据增强单元、表征提取单元、轨迹生成单元、轨迹鉴别单元、对比学习单元和生存分析预测单元；数据增强单元包括患者轨迹随机打乱模块和患者轨迹随机遮罩模块；对比学习单元包括基于患者真实轨迹表征与随机打乱轨迹表征的对比模块和基于患者真实轨迹表征与轨迹生成后表征的对比模块；表征提取单元提取患者纵向轨迹数据的表征输入生存分析预测单元得到所预测的临床目标的存活结果。本发明的基于对比的包含竞争风险的动态生存分析设备利用了患者纵向的轨迹数据，减小存在多种竞争风险时对生存预测的影响，引入对比学习来更好的提取患者轨迹数据中的一般性信息。

技术领域

本发明涉及一种基于对比的包含竞争风险的动态生存分析设备。

背景技术

生存分析指的是一系列用来探究目标事件的发生的时间的统计方法，有助于我们了解关注事件(例如死亡，某种疾病的发作等)的首次发病时间的分布与协变量之间的关系，并使我们能够针对此类事件展开相应的风险评估。

生存分析一直是被认为是研究预后治疗干预影响的有效工具。临床医生经常使用生存分析来做出筛查决策或开出治疗方案，而患者则根据得到的风险相关信息来调整其生活方式以减轻此类风险。

然而，现有生存分析模型主要存在以下两点局限性：

(1)大部分生存分析模型仅利用了生物标志物和其他风险因素的纵向时序数据的一小部分。特别是，即使生物标志物和其他危险因素会随时间重复测量，生存分析通常还是基于最后一次可用的测量。而生物标志物和危险因素的演变能够显示出在预测疾病和各种风险发作方面的信息，因此这是一个严重的局限。

(2)大部分生存分析模型在处理多种竞争风险的能力上受到限制，未充分考虑与利用不同因素与目标事件的相关性。

发明内容

本发明提供了一种基于对比的包含竞争风险的动态生存分析设备，采用如下的技术方案：

一种基于对比的包含竞争风险的动态生存分析设备，包括：数据输入单元、数据增强单元、表征提取单元、轨迹生成单元、轨迹鉴别单元、对比学习单元和生存分析预测单元；

数据输入单元用于向数据增强单元和表征提取单元输入训练数据对其进行训练，训练数据所在数据集其中代表患者多次入院所记录的轨迹信息，代表第k次入院时第i位患者的特征，代表观察第k次入院时第i位患者存活情况的时间窗口，代表观察第i位患者第k次入院时距离第1次入院的相对时间，代表第k次入院时第i位患者在时的存活情况；

数据增强单元包括：

患者轨迹随机打乱模块，用于随机打乱患者的轨迹顺序；

患者轨迹随机遮罩模块，用于随机对患者轨迹数据中第k次入院的特征数据x_k进行遮罩，由相同维度的全零向量替换x_k；

表征提取单元主要用于分别提取患者真实轨迹、随机打乱后的患者轨迹与随机遮罩后的患者轨迹的表征；

轨迹生成单元主要基于的随机遮罩后的患者轨迹的表征，生成遮罩数据所对应的特征数据并用与真实的轨迹数据x_k拟合；

轨迹鉴别单元主要用来鉴别表征提取单元所提取的轨迹表征是否来自于患者的真实轨迹；

对比学习单元包括：

基于患者真实轨迹表征与随机打乱轨迹表征的对比模块，通过提高患者真实轨迹表征与自身随机打乱轨迹表征的相似度，降低自身真实轨迹表征与其他患者随机打乱轨迹表征的相似度，来加强表征提取单元的表征提取能力；

基于患者真实轨迹表征与轨迹生成后表征的对比模块，通过提高患者真实轨迹表征与自身轨迹生成后表征的相似度，降低自身真实轨迹表征与其他患者轨迹生成后表征的相似度，来加强表征提取单元的表征提取能力；