[发明专利]一种可解释的急性肾损伤持续预警方法、系统、存储介质及电子设备

说明书

本发明公开了一种可解释的急性肾损伤持续预警方法、系统、存储介质及电子设备，包括以下步骤。第一步：临床电子病历数据获取，构建以小时为单位步长的患者表格化时间序列；第二步：数据预处理及特征提取，进行临床动态特征解析提取临床经验特征；第三步：对患者时间序列信息进行多层非线性映射表示，构建急性肾损伤持续预警深度学习方法；第四步：基于改进积分梯度方法提出可解释的预警模型对输出结果进行解释；第五步：临床可视化交互界面搭建以辅助临床决策。本发明在融合先验特征的基础上构建急性肾损伤深度表示预警算法，有效提高了患者风险持续追踪的准确性，同时可解释与可视化的交互信息大大提高算法所依托系统的可用性。

技术领域

本发明涉及医学技术领域，尤其涉及一种可解释的急性肾损伤持续预警方法、系统、存储介质及电子设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

急性肾损伤(Acute kidney injury,AKI)是由多种病因和病理机制引起的以肾功能迅速下降为特征的一种严重临床综合征，具有高发病率和病死率。据相关资料统计，全球每年约有1330万AKI新发病例，近170万人因AKI及其并发症死亡。目前临床上仍然缺乏有效的减少AKI病程的治疗方法，因此对于AKI的预防和早期诊断是其防治中最重要的环节。

随着近二十年来医院信息化建设的高速发展，使得利用大数据、医学统计分析和人工智能等手段构建数字化的AKI疾病早期预警系统成为研究重点。然而基于人工智能预警系统的报警疲劳问题，以及临床工作者无法有效理解报警的出现，使得无法交互式的获得评价患者病情的有效信息以辅助治疗是当前AKI智能预警算法远没有达到临床应用标准的主要问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可解释的急性肾损伤持续预警方法、系统、存储介质及电子设备，首先获取临床电子病历数据，然后对数据预处理及特征提取，随后建立急性肾损伤风险的可持续预警和早期识别方法，并对其输出结果进行解释，最后搭建可视化交互界面以辅助临床决策。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种可解释的急性肾损伤持续预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:临床电子病历数据获取，构建以小时为单位步长的患者表格化时间序列，选取KDIGO指南中的肌酐和尿量标准定义急性肾损伤的发生以及危急程度；

S2:数据预处理及特征提取，进行临床动态特征解析，依据先验知识进行临床信息挖掘，提取临床经验特征；

S3:急性肾损伤持续预警深度学习方法构建，基于扩张因果卷积结合嵌入挤压和激励(SE)模块的残差网络对患者时间序列信息进行多层非线性映射表示，自动挖掘患者时间维度前后状态信息的潜在关联，每六小时一次利用过去24小时的信息预测患者将来24小时内患急性肾损伤的风险，实现急性肾损伤风险的持续预警；

S4:预警模型可解释方法提出，利用改进积分梯度方法对持续预警模型进行解释，输出单个患者每次预测的特征重要度分布，提示高危风险因素；

S5:临床可视化交互界面搭建，基于提示的可解释信息搭建临床可视化交互界面以辅助临床决策，建立从原始数据和可视化预警信息显示到医生实时风险追踪、再到医生介入纠正、从而不断更新模型的全链条交互模式。