基于医疗过程挖掘与患者体征的药物推荐方法

来源：计算机集成制造系统杂志2020年第6期北京时间：

作者：李鹏飞,鲁法明,包云霞,曾庆田,朱冠烨

单位：1.山东科技大学计算机科学与工程学院2.山东科技大学电子通信工程学院

摘要：对医疗数据进行挖掘分析生成疾病治疗的标准过程模型,或者为治疗方案制定提供决策支持,是当前研究热点之一。基于历史患者的用药数据对疾病的药物治疗过程模型进行挖掘,并提出一种过程模型与用户体征数据相融合的药物推荐方法。具体而言,对于给定的疾病种类,首先利用隐含狄利克雷分布LDA主题模型对患者用药数据进行训练,得到药物治疗的功效主题以及各个诊疗日的药物功效主题分布;然后,对患者各个诊疗日的功效主题分布进行聚类,将患者的药物治疗过程转换为药物功效组合标签序列,在此基础上构建药物治疗过程的概率后缀树模型;最后,基于概率后缀树计算各节点后续治疗所采用药物功效组合的概率分布,将其与病人的体征向量作为联合特征,病人真实用药对应的功效组合作为分类标签,使用XGBoost的分类方法训练模型,并利用该模型进行患者药物推荐。以MIMIC-Ⅲ数据库中糖尿病患者的处方日志和体征数据为例,对所提方案的可行性和有效性进行了评估。

关键词：过程挖掘,LDA主题模型,概率后缀树,XGBoost算法,过程模型

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61602279,61472229);山东省科技发展计划资助项目(2016ZDJS02A11);山东省泰山学者工程专项基金资助项目(ts20190936,tsqn201909109);国家海洋局海洋遥测工程技术研究中心开放基金资助项目(2018002);山东省博士后创新专项资金资助项目(201603056);山东省高等学校青创科技支持计划资助项目(2019KJN024);山东科技大学领军人才与优秀科研团队计划资助项目(2015TDJH102);山东科技大学研究生科技创新