專利名稱：醫(yī)學(xué)全息權(quán)重診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)全息權(quán)重診斷方法，該方法不僅針對(duì)現(xiàn)有醫(yī)學(xué)領(lǐng)域診斷過程中采用的正相關(guān)信息進(jìn)行處理，還能處理負(fù)相關(guān)信息，從而使得疾病診斷的結(jié)果更為理想準(zhǔn)確。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，醫(yī)學(xué)診斷多采用專家系統(tǒng)的方法解決。長久以來，存在間接、費(fèi)時(shí)、效低等“瓶頸”問題；問題接近或超出系統(tǒng)領(lǐng)域知識(shí)的邊界，系統(tǒng)工作狀況急劇惡化的“窄臺(tái)階效應(yīng)”；推理效率低，容易出現(xiàn)“匹配沖突”、“無窮遞歸”、“組合爆炸”等問題；系統(tǒng)中的規(guī)則數(shù)量太多，管理不便，缺乏靈活性等問題。這些問題導(dǎo)致了專家系統(tǒng)難以進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用，診斷效果不理想。
在醫(yī)學(xué)療效評(píng)價(jià)、疾病診斷等諸多方面，可以采用普通的權(quán)重評(píng)價(jià)方法。這種方法只能描述事物間的正相關(guān)。但是，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，醫(yī)學(xué)診斷中還有很多負(fù)相關(guān)，或者說否定、相斥關(guān)系，普通權(quán)重集很難描述這種狀態(tài)，采用零值處理也不能反映實(shí)際狀況。如診斷過程，療效評(píng)價(jià)等。經(jīng)典的非負(fù)權(quán)重規(guī)定對(duì)于此類情況無法作出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。以中醫(yī)癥狀與證候的關(guān)系為例，如舌紅與熱證是正相關(guān)，而與寒證是負(fù)相關(guān)，畏寒肢冷與肝膽濕熱證是負(fù)相關(guān)而與脾腎陽虛證是正相關(guān)等。從現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)看，權(quán)重的非負(fù)要求為約定俗成，沒有數(shù)學(xué)理論依據(jù)。因此有必要尋找一種新的方法，通過全面考慮表征對(duì)象的正相關(guān)因素及負(fù)相關(guān)因素，來有效提高診斷正確率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種新的醫(yī)學(xué)全息權(quán)重診斷方法，不僅能夠表征評(píng)價(jià)對(duì)象的正相關(guān)因素，也能表征對(duì)象的負(fù)相關(guān)、或者說否定、相斥因素，以提高醫(yī)學(xué)診斷的準(zhǔn)確性。
為實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明針對(duì)表征對(duì)象存在正相關(guān)因素和負(fù)相關(guān)因素特點(diǎn)，首先以病人癥狀體征發(fā)生率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)權(quán)重，依據(jù)專家調(diào)查經(jīng)驗(yàn)值將疾病與癥狀體征的權(quán)重關(guān)系進(jìn)行修正，再根據(jù)負(fù)權(quán)重值絕對(duì)值的總和與正權(quán)重值總和的比較，建立單一全息權(quán)重集或由正權(quán)重集及負(fù)權(quán)重集共同組成的全息權(quán)重集。對(duì)于共同組成的全息權(quán)重集，分別對(duì)癥狀體征證候的正作用和負(fù)作用進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，得到正作用評(píng)價(jià)集和負(fù)作用評(píng)價(jià)集以及兩者的最大隸屬度比較，得到確診、可能診斷或無法確診的結(jié)論。對(duì)于單一全息權(quán)重集，則將權(quán)重集和癥狀集進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)，得到評(píng)價(jià)集，選取評(píng)價(jià)集的最大隸屬度為診斷結(jié)果。
本發(fā)明的方法具體包括如下步驟1)根據(jù)采集的病人的癥狀體征，建立病人癥狀的實(shí)例空間集合，即有限非空的因素集U，因素集U中元素取值為有癥狀表現(xiàn)取1，無癥狀表現(xiàn)取0；根據(jù)采集的病人的癥狀體征嚴(yán)重程度，建立實(shí)例空間的癥狀體征的程度集合，即有限非空的程度集合V；取U和V的元素積的集合XX＝U·V，為具體的診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合。
2)以病人癥狀體征發(fā)生率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)權(quán)重，并在此基準(zhǔn)權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)專家調(diào)查經(jīng)驗(yàn)值將疾病與癥狀體征的權(quán)重關(guān)系進(jìn)行修正，其中，正作用關(guān)系的權(quán)重取正值，負(fù)作用關(guān)系的權(quán)重取負(fù)值。
3)如果負(fù)權(quán)重值絕對(duì)值的總和大于正權(quán)重值總和的5％-10％，則分別建立正權(quán)重集和負(fù)權(quán)重集，其中，正權(quán)重集滿足歸一化條件，即正權(quán)重總和為1，負(fù)權(quán)重集滿足絕對(duì)值的歸一化條件，即負(fù)權(quán)重絕對(duì)值的總和為1，正權(quán)重集及負(fù)權(quán)重集共同組成全息權(quán)重集；如果負(fù)權(quán)重值絕對(duì)值的總和小于正權(quán)重值總和的5％-10％，則取正負(fù)權(quán)重共同滿足歸一化條件，即所有權(quán)重的和為1，得到全息權(quán)重集。
4)將診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合X與上述全息權(quán)重集進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，得到疾病診斷的總評(píng)價(jià)集，或者得到疾病診斷的正作用評(píng)價(jià)集和負(fù)作用評(píng)價(jià)集；對(duì)于疾病診斷的總評(píng)價(jià)集，選取評(píng)價(jià)集的最大隸屬度為診斷結(jié)果；對(duì)于正作用評(píng)價(jià)集和負(fù)作用評(píng)價(jià)集，將正作用評(píng)價(jià)集的最大隸屬度與負(fù)作用評(píng)價(jià)集最大隸屬度的差值作為診斷結(jié)果，診斷結(jié)果分為若干級(jí)，包括確診、可能診斷、無法確診。
本發(fā)明通過對(duì)病人癥狀體征與證候的關(guān)系分析，提出了癥狀體征與證候的基準(zhǔn)權(quán)重和全息權(quán)重描述方法，并利用根據(jù)全息權(quán)重集進(jìn)行綜合模糊評(píng)價(jià)的運(yùn)算結(jié)果，得到有關(guān)醫(yī)學(xué)評(píng)價(jià)的依據(jù)。本發(fā)明不僅針對(duì)現(xiàn)有醫(yī)學(xué)領(lǐng)域診斷過程中采用的正相關(guān)信息進(jìn)行處理，還能處理負(fù)相關(guān)信息，從而使得疾病診斷的結(jié)果更為理想準(zhǔn)確。
本發(fā)明方法可以大幅度提高診斷正確率，在肝炎后肝硬化的900例樣本中，正確率大于70％，遠(yuǎn)高于專家系統(tǒng)診斷正確率。本發(fā)明方法還可以推廣到其他決策、預(yù)測領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式
以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1對(duì)上海肝炎后肝硬化病人進(jìn)行臨床調(diào)查，有病人900例，分別得到900例病人的癥狀體征及其程度。癥狀體征共計(jì)73種，如神疲乏力，五心煩熱等。根據(jù)肝炎后肝硬化標(biāo)準(zhǔn)草案，在中醫(yī)診斷中肝炎后肝硬化可分型為為肝郁脾虛、肝腎陰虛、濕熱內(nèi)蘊(yùn)、脾虛濕盛、瘀熱內(nèi)蘊(yùn)等5個(gè)證。據(jù)此進(jìn)行病人的證型診斷。
1、根據(jù)采集的病人的癥狀體征，即病人在發(fā)病過程中出現(xiàn)的背離正常生理狀態(tài)和范圍的、可以直接用于證候診斷的信息，建立病人癥狀的實(shí)例空間集合，即建立有限非空的因素集U。因素集U中元素取值為有癥狀表現(xiàn)取1，無癥狀表現(xiàn)取0。根據(jù)采集的病人的癥狀體征嚴(yán)重程度，建立實(shí)例空間的癥狀體征的程度集合，即有限非空的程度集合V。對(duì)這兩個(gè)集合進(jìn)行積運(yùn)算，得到U和V的元素積的集合XX＝U·V，即為具體的診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合。
2、對(duì)病人癥狀體征在各證候下的發(fā)生率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如神疲乏力在肝郁脾虛證的發(fā)生率為75.4％，在肝腎陰虛證的發(fā)生率為85.6％等。以此統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)權(quán)重，并在此基準(zhǔn)權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)專家調(diào)查經(jīng)驗(yàn)值將疾病與癥狀體征的權(quán)重關(guān)系進(jìn)行修正，其中，正作用關(guān)系的權(quán)重取正值，負(fù)作用關(guān)系的權(quán)重取負(fù)值，如畏寒肢冷對(duì)濕熱內(nèi)蘊(yùn)的權(quán)重為-0.4。
3、對(duì)專家調(diào)整后的正負(fù)權(quán)重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)表征負(fù)作用的負(fù)值權(quán)重比例占總權(quán)重的0.84％，遠(yuǎn)小于5％，表示負(fù)作用較少。故此，取正負(fù)權(quán)重共同滿足歸一化條件，即所有權(quán)重的和為1，即權(quán)重ai滿足Σi=1nai=1,]]>得到單一的全息權(quán)重集。
4、將步驟1得到的診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合X與上述單一全息權(quán)重集進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，得到疾病診斷的總評(píng)價(jià)集，選取評(píng)價(jià)集的最大隸屬度為診斷結(jié)果。
其中總評(píng)價(jià)集B的計(jì)算方法為B=XoA=(x1,x2,...,xn)oa11a12···a1ma21a22···a2m············an1an2···anm]]>=(b1,b2,...,bm)]]>診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合X和全息權(quán)重集A的合成運(yùn)算o可以采用模糊關(guān)系的合成運(yùn)算，如常用的最大最小合成運(yùn)算M(∧，∨)或者加乘運(yùn)算M(×，+)，分別為 或者采用模糊合成算法(本例采用下面算法)

然后根據(jù)隸屬度大小排序，選取評(píng)價(jià)集的最大隸屬度b＝max(bi)為診斷結(jié)果。
經(jīng)過900例病人的診斷結(jié)果與專家診斷相對(duì)比，正確率為72.78％。以前10個(gè)病人為例，其隸屬度和診斷結(jié)果與專家診斷結(jié)果如下表900例病人中前10例樣本診斷結(jié)果

表中結(jié)果表明，本發(fā)明方法具有較強(qiáng)的可操作性，診斷結(jié)果正確率較高。
實(shí)施例2對(duì)上海肝炎后肝硬化病人進(jìn)行臨床調(diào)查，有病人900例。分別得到900例病人的癥狀體征及其程度。癥狀體征共計(jì)73種，如神疲乏力，五心煩熱等?？紤]某新型中藥對(duì)肝炎實(shí)證病人有確切療效，對(duì)這批病人進(jìn)行是否為實(shí)證的中醫(yī)診斷，以挑選該中藥的適應(yīng)患者。
1、根據(jù)采集的病人的癥狀體征，建立病人癥狀的實(shí)例空間集合，并根據(jù)采集的病人的癥狀體征嚴(yán)重程度，建立實(shí)例空間的癥狀體征的程度集合，再對(duì)這兩個(gè)集合進(jìn)行積運(yùn)算，得到具體的診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合。
2、對(duì)病人癥狀體征在各證候下的發(fā)生率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如神疲乏力在實(shí)證的發(fā)生率為72％等。以此統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)權(quán)重，并在此基準(zhǔn)權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)專家調(diào)查經(jīng)驗(yàn)值將疾病與癥狀體征的權(quán)重關(guān)系進(jìn)行修正，其中，正作用關(guān)系的權(quán)重取正值，負(fù)作用關(guān)系的權(quán)重取負(fù)值，如畏寒肢冷對(duì)實(shí)證的權(quán)重為-0.4。
3、對(duì)專家調(diào)整后的正負(fù)權(quán)重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)表征負(fù)作用的負(fù)值權(quán)重比例遠(yuǎn)大于總權(quán)重的10％，表示負(fù)作用較多，較復(fù)雜。故此，分別建立正權(quán)重集和負(fù)權(quán)重集，并對(duì)對(duì)正負(fù)權(quán)重集分別進(jìn)行歸一化和絕對(duì)值的歸一化。即權(quán)重ai滿足Σi=1n|ai|=1.]]>正權(quán)重集和負(fù)權(quán)重集共同組成全息權(quán)重集。
4、將診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合X與上述全息權(quán)重集進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，得到疾病診斷的正作用評(píng)價(jià)集和負(fù)作用評(píng)價(jià)集。正作用評(píng)價(jià)集和負(fù)作用評(píng)價(jià)集的算法同實(shí)施例1的總評(píng)價(jià)集算法相同，即正作用評(píng)價(jià)集B＝XοA，負(fù)作用評(píng)價(jià)集B′＝XοA′，A及A′分別為正權(quán)重集和負(fù)權(quán)重集。然后根據(jù)隸屬度大小排序，得到最大正評(píng)價(jià)隸屬度b＝max(bi)和最大負(fù)評(píng)價(jià)隸屬度b′＝max(bi′)。將正作用評(píng)價(jià)集的最大隸屬度與負(fù)作用評(píng)價(jià)集最大隸屬度的差值作為診斷結(jié)果。以某病人為例，求出該病人最大正隸屬度為0.73，最大負(fù)隸屬度為0.35，正隸屬度遠(yuǎn)大于負(fù)隸屬度，故此，該病人為實(shí)證患者，適用該中藥，診斷結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)學(xué)全息權(quán)重診斷方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行1)根據(jù)采集的病人的癥狀體征，建立病人癥狀的實(shí)例空間集合，即有限非空的因素集U，因素集U中元素取值為有癥狀表現(xiàn)取1，無癥狀表現(xiàn)取0；根據(jù)采集的病人的癥狀體征嚴(yán)重程度，建立實(shí)例空間的癥狀體征的程度集合，即有限非空的程度集合V；取U和V的元素積的集合XX＝U·V，為具體的診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合；2)以病人癥狀體征發(fā)生率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)權(quán)重，并在此基準(zhǔn)權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)專家調(diào)查經(jīng)驗(yàn)值將疾病與癥狀體征的權(quán)重關(guān)系進(jìn)行修正，其中，正作用關(guān)系的權(quán)重取正值，負(fù)作用關(guān)系的權(quán)重取負(fù)值；3)如果負(fù)權(quán)重值絕對(duì)值的總和大于正權(quán)重值總和的5％-10％，則分別建立正權(quán)重集和負(fù)權(quán)重集，其中，正權(quán)重集滿足歸一化條件，即正權(quán)重總和為1，負(fù)權(quán)重集滿足絕對(duì)值的歸一化條件，即負(fù)權(quán)重絕對(duì)值的總和為1，正權(quán)重集及負(fù)權(quán)重集共同組成全息權(quán)重集；如果負(fù)權(quán)重值絕對(duì)值的總和小于正權(quán)重值總和的5％-10％，則取正負(fù)權(quán)重共同滿足歸一化條件，即所有權(quán)重的和為1，得到全息權(quán)重集；4)將診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合X與上述全息權(quán)重集進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，得到疾病診斷的總評(píng)價(jià)集，或者得到疾病診斷的正作用評(píng)價(jià)集和負(fù)作用評(píng)價(jià)集；對(duì)于疾病診斷的總評(píng)價(jià)集，選取評(píng)價(jià)集的最大隸屬度為診斷結(jié)果；對(duì)于正作用評(píng)價(jià)集和負(fù)作用評(píng)價(jià)集，將正作用評(píng)價(jià)集的最大隸屬度與負(fù)作用評(píng)價(jià)集最大隸屬度的差值作為診斷結(jié)果，診斷結(jié)果分為若干級(jí)，包括確診、可能診斷、無法確診。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)全息權(quán)重診斷方法，針對(duì)表征對(duì)象存在正相關(guān)因素和負(fù)相關(guān)因素特點(diǎn)，首先以病人癥狀體征發(fā)生率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)權(quán)重，依據(jù)專家調(diào)查經(jīng)驗(yàn)值將疾病與癥狀體征的權(quán)重關(guān)系進(jìn)行修正，再根據(jù)負(fù)權(quán)重值絕對(duì)值的總和與正權(quán)重值總和的比較，建立單一全息權(quán)重集或由正負(fù)權(quán)重集共同組成的全息權(quán)重集。然后將診斷對(duì)象的癥狀表現(xiàn)集合與全息權(quán)重集進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，得到疾病診斷的總評(píng)價(jià)集或正負(fù)作用評(píng)價(jià)集，選取總評(píng)價(jià)集中的最大隸屬度為診斷結(jié)果，或?qū)⒄?fù)作用評(píng)價(jià)集最大隸屬度的差值作為診斷結(jié)果。本發(fā)明不僅針對(duì)現(xiàn)有醫(yī)學(xué)領(lǐng)域診斷過程中采用的正相關(guān)信息進(jìn)行處理，還能處理負(fù)相關(guān)信息，從而使得疾病診斷的結(jié)果更為理想準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)A61B5/00GK1820701SQ200610023638
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者朱訓(xùn)生, 章浩偉 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)