一种新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统

技术特征：
1.一种新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，包括计算机存储器、计算机处理器以及存储在所述计算机存储器中并可在所述计算机处理器上执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机存储器中存有训练好的手术干预时机辅助识别模型；所述的手术干预时机辅助识别模型基于超图的多约束联合非负矩阵分解算法，具体包含数据预处理模块、特征提取模块、临床指征选取模块和预测分类模块；所述计算机处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：将新生儿坏死性小肠结肠炎患者的影像数据和临床数据输入数据预处理模块分别进行预处理；其中，影像数据为腹部平片数据，临床数据为生化五常数据、血常规数据以及血气数据；将预处理后的影像数据和临床数据输入特征提取模块，分别对影像数据以及临床数据进行特征提取；然后加入超图约束，选取不同特征之间相关联的高阶特征；最后加入两种数据特征的邻接矩阵作为网络正则化约束，得到最终特征矩阵；根据临床指征选取模块选择的临床指征，将最终特征矩阵中的临床指征输入预测分类模块进行分类，得到是否需要手术的二分类结果。2.根据权利要求1所述的新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，其特征在于，对影像数据的预处理包括对影像的初步筛选、病灶标注和病情分类；对临床数据的预处理为：获取临床数据中与坏死性小肠结肠炎密切相关的指标，并将影像数据与筛选出临床数据对齐。3.根据权利要求1所述的新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，其特征在于，对影像数据以及临床数据进行特征提取具体过程为：使用pyradiomics包提取原始影像数据病灶处的影像组学特征，包括first order、first shape、和几种纹理特征；然后使用l2范数对影像组学特征和临床数据进行标准化，保证输入数据的非负性；最后得到两个特征矩阵，分别对应于影像数据和临床数据。4.根据权利要求1所述的新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，其特征在于，所述的预测分类模块包含随机森林、支持向量机和逻辑回归三种分类器。5.根据权利要求4所述的新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，其特征在于，对每种分类器在执行分类任务前都使用网格搜索法寻找最优分类参数。6.根据权利要求1所述的新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，其特征在于，所述临床指征选取模块选择的临床指征由手术干预时机辅助识别模型训练过程中确定。7.根据权利要求6所述的新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，其特征在于，所述的手术干预时机辅助识别模型训练过程中，分别表示x1，x2的超图矩阵，利用p(h
i
)(i＝1，2，3)对超图约束重写成如下形式：p(h1)＝tr(h
1t
b1h1)p(h2)＝tr(h
2t
b2h2)b1，b2分别表示x1，x2的拉普拉斯矩阵，且b
i
＝l
hi
(i＝1，2)；x1，x2分别表示训练样本的影像数据和临床数据的特征矩阵；此外，加入训练样本的临床诊断信息d以诱导算法选出是否进行手术的差异特征；对于
非手术标签编码为1，手术标签编码为2；进而，得到目标函数：其中，a代表两种样本数据的邻接矩阵，diag(d)代表d的对角矩阵，根据线性代数的知识，将目标函数γ重写为：设和分别是w
ij
≥0和(h
i
)
ij
≥0的拉格朗日乘子，则拉格朗日函数表示为：l对w和h
i
分别求偏导：分别求偏导：分别求偏导：其中，e
i
(i＝1，2，3)是元素全为1的矩阵，根据kkt条件，和得到w
ij
和(h
i
)
ij
的方程：的方程：的方程：通过对上述算法的迭代更新，将样本中影像数据的特征矩阵x1、临床数据的特征矩阵x2转化为基矩阵w和系数矩阵h1、h2；为了找到与w的每一行显著特征对应的权重，使用z-score来提取h
i
的每一行的系数；其定义如下：其中，h
ij
表示h
i
中的元素，u
i
表示特征j在h
i
中的平均值，σ
i
代表标准偏差；设置一个阈值t，如果元素的z分数大于设置阈值t，则作为临床指征。8.根据权利要求7所述的新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，其特征在于，为了避免随机性，得到稳定的目标函数，在样本矩阵训练前，使用svd初始化对w、h1、h2进行初始化。

技术总结
本发明公开了一种新生儿坏死性小肠结肠炎手术干预时机辅助识别系统，采用手术干预时机辅助识别模型，利用该模型的具体工作过程如下：将新生儿坏死性小肠结肠炎患者的影像数据和临床数据输入数据预处理模块分别进行预处理；将预处理后的影像数据和临床数据输入特征提取模块进行特征提取；然后加入超图约束，选取不同特征之间相关联的高阶特征；最后加入两种数据特征的邻接矩阵作为网络正则化约束，得到最终特征矩阵；根据临床指征选取模块选择的临床指征，将最终特征矩阵中的临床指征输入预测分类模块进行分类，得到是否需要手术的二分类结果。本发明可以对新生儿坏死性小肠结肠炎外科手术干预时机进行判断，提高患儿的诊治效率。率。率。


技术研发人员：俞刚 齐国强 李竞 黄坚 沈忱 赵永根 胡莎莎 舒婷 周莲娟
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.04.02
技术公布日：2022/8/12