基于时序EHR数据的药物组合推荐及优化方法的研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songyingling
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着电子健康记录(Electronic Health Records,EHR)在医疗机构中的广泛使用和计算机技术的飞速发展,深度学习技术在医疗领域的预测任务中取得了巨大的成就,其中基于患者的历史就诊记录进行药物推荐是医疗信息学领域中的一个研究热点,准确、有效地推荐药物组合对于帮助医生做出合适的临床决策是有重要意义的。因此,如何基于时序EHR数据挖掘患者的就诊规律从而提高推荐药物组合的性能是本文重点解决的问题。目前,大多数研究通过使用深度学习模型对患者的就诊序列进行建模来解决这个问题。然而,现有方法仍存在一些不足:一方面,它们主要集中于获取医疗数据的全局信息,忽略了局部依赖信息,而且也没有考虑到时序EHR数据中存在的不规则时间间隔对药物推荐性能的影响;另一方面,有些药物两两之间存在药物-药物相互作用(Drug-Drug Interaction,DDI)关系,而使用存在不良 DDI 关系的药物组合可能导致病人病情加重甚至死亡,因此在药物推荐任务中考虑不良DDI关系是有必要的。此外,药物描述、医生处方等非结构化文本信息对于提高药物推荐的准确性也有积极作用,然而,目前的方法并没有考虑到融合这些非结构化的文本信息来提高深度学习模型的建模性能。为了解决上述问题,本文对基于深度学习的药物组合推荐任务进行了深入研究:1.提出了 一个基于时间感知层次依赖学习的药物推荐模型(Time-Aware Hierarchical Dependency Network for Medication Recommendation,TAHDNet)。针对 EHR数据中存在的不规则时间间隔特征,该模型引入动态时间感知模块,捕捉患者病情随着时间间隔的变化情况;另一方面,该模型通过分别使用Transformer和一维卷积神经网络分别学习药物和诊断级别的全局依赖和患者访问级别的局部依赖这两种不同层级的依赖关系,提升模型的表示学习能力,从而提高药物推荐的性能。2.提出了一个基于信息增强和不良DDI信息的药物组合推荐优化模型。在研究内容1的基础上,该模型通过加入非结构化文本信息和DDI关系来进行药物组合推荐优化。具体来说,该模型使用Transformer网络来对非结构化文本信息进行表示学习,同时,在TAHDNet模型的基础上引入DDI损失函数来共同决定药物组合推荐的结果。此外,本文设计了基于文本信息感知的跳跃连接模块来融合非结构化文本信息特征与结构化的EHR特征。该模块除了可以增强信息表示,还可以尽可能地避免由于模型过度复杂而导致的梯度消失和梯度爆炸问题,进一步优化了模型的性能。最后,本文在MIMIC-Ⅲ公开数据集上进行模型的性能验证。实验结果表明,与现有的药物推荐方法相比,本文所提的模型均取得了较好的实验效果。
其他文献
研究背景围术期神经认知障碍(PND)指的是围术期所产生的记忆力、注意力、信息处理能力等高级大脑皮层功能的轻微损伤。PND会延长患者住院时间并增加医疗成本,甚至影响患者的预后并增加术后死亡率。临床上常用七氟烷作为吸入麻醉剂,研究证实,七氟烷吸入麻醉更倾向于导致患者发生PND。目前,七氟烷吸入麻醉患者发生认知功能障碍的影响因素及其相关机制尚不明确。临床研究证实,七氟烷吸入麻醉可增加老年患者PND的发生
学位
目的:探讨HER2低表达激素受体阳性乳腺癌的病理特点及预后相关因素分析方法:收集2015年1月至2016年12月在山东省立医院经病理确诊的HER2低表达激素受体阳性乳腺癌患者的临床资料和随访资料171例,回顾性分析其临床特点、病理特征及治疗方式,采用卡方检验、非参数秩和检验以及建立COX多因素回归模型(检验水准a=0.05)分析影响HER2低表达激素受体阳性乳腺癌患者的独立预后因素。纳入的分析因素
学位
目的:1.探讨术前常规磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)特征及弥散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)评价脑胶质瘤病理分级的价值。2.探讨常规MRI联合DKI建立多参数影像组学模型,能否提高预测脑胶质瘤病理分级的能力。方法:1.回顾性收集2014年6月至2021年4月我院收治的51例脑胶质瘤患者。所有患者的影像学资料包括术
学位
目的通过采集肺癌患者治疗前的CT值及MRIT1值,计算并分析经手术或穿刺病理证实的不同病理类型肺癌的细胞外容积分数(ECV)及其差异性,比较基于CT值及MRI T1值计算的两种ECV参数对肺癌病理分型的诊断效能,探讨其临床应用价值。方法前瞻性募集2020年9月至2021年3月期间于山东大学附属山东省立医院住院治疗且符合入组条件的肺癌患者共62例,其中腺癌33例,鳞癌16例,小细胞肺癌13例。所有病
学位
背景2020年,在中国新增癌症病例和癌症死亡病例中,肝癌分别排名第五和第三。大多数中国肝癌患者有肝硬化背景,经历肝癌的多步演变过程。早期发现、确诊肝癌是提高肝癌患者生存率的有效方式。大多数肝癌依靠影像学即可明确诊断,但仍存在一部分肝癌影像学表现并不典型,致使临床难以确诊。对于这一部分患者,通过病理明确诊断尤为重要。随着影像技术的发展与精准医疗时代的到来,影像引导下小标本取材被更多的临床医生接受。虽
学位
第一部分胎儿冠状椎体裂的影像学表现及转归分析目的探讨胎儿冠状椎体裂的影像学表现,评价MRI及超声对胎儿冠状椎体裂诊断的效能,分析胎儿冠状椎体裂的转归。材料与方法本次研究为回顾性研究,且已取得本单位伦理委员会批准。回顾性收集2019年9月至2021年6月山东大学附属省立医院产前超声疑诊椎体畸形且行MR检查诊断为冠状椎体裂胎儿40例,排除5例引产和14例失访胎儿,最终纳入21例产后行MRI复查的胎儿,
学位
目的:钛及其合金由于其良好的机械性能、耐腐蚀性及优异的生物相容性,一直被视为人工关节置换术的首选植入材料。但由于材料表面缺乏抗菌性能,以及材料植入体内后会损害宿主局部的先天免疫功能等其他原因,术后可能会出现假体周围感染。目前假体周围感染的诊断和治疗均十分困难,其不仅会造成患者长期疼痛,还会影响假体与周围组织的骨整合,最终导致假体松动、植入失败等严重后果。因此,如何赋予医用钛基植入物优异的抗感染及骨
学位
背景:肺静脉作为人体内的功能血管,起源于肺泡毛细血管丛,将经过气体交换的含氧血输入左心房。随着多层螺旋CT(MSCT)的发展与应用,因其空间分辨率高及可图像后处理的优势,使有关肺静脉及其周围组织的影像解剖学研究逐渐增多,发现肺静脉具有显著变异性,这对临床上涉及肺静脉的诊疗十分重要。但是到目前为止,国内外仍没有一个公认的可纳入所有肺静脉解剖变异的分型方法。通过MSCT研究肺静脉的解剖结构及其属支的汇
学位
为了推进化学类专业本科教学质量国家标准和教育部化学类专业教学指导委员会相关要求的全面落实,推进物理化学实验的改革与建设,本建议明确了化学类专业物理化学实验的教学目标和相关教学要求,通过示例明确了物理化学参数或者性质的测量原理和仪器设备,明确相关教学实验所应达到的知识、能力与素质目标。对物理化学实验改革与建设具有指导意义。
期刊
背景和目的:糖皮质激素(GCs)所导致的激素性股骨头坏死(SONFH)是长期或过量使用GCs治疗最严重的副作用,其特点是血液供应中断,软骨下骨坏死,最终股骨头塌陷,导致严重的髋关节疼痛和功能障碍。一旦确诊,如果不及时治疗,大约80%的患者会在1-5年的时间内出现股骨头塌陷。尽管全髋关节置换术(THA)是治疗终末期股骨头坏死(ONFH)最有效的的方法,但在青壮年或活跃人群中全髋关节置换术后假体的使用
学位