時(shí)間序列相似性度量方法及其在生理信息挖掘中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，計(jì)算機(jī)處理及存儲(chǔ)能力的提高以及醫(yī)療技術(shù)的高速發(fā)展產(chǎn)生了海量的生理信息數(shù)據(jù)。運(yùn)用時(shí)間序列數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和相關(guān)的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，可以分析疾病致病因素、預(yù)測(cè)疾病變化趨勢(shì)、優(yōu)化配置醫(yī)院資源、合理規(guī)劃藥品采購(gòu)計(jì)劃，對(duì)開發(fā)醫(yī)學(xué)研究治療新技術(shù)、促進(jìn)醫(yī)院管理水平、提升醫(yī)療質(zhì)量均具有重要意義。例如在重癥監(jiān)護(hù)室(Intensive Care Unit，ICU)中，危重病人需要24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)多項(xiàng)生命體征指標(biāo)，如心電、血壓、血氧、呼吸、

2、體溫等，這會(huì)產(chǎn)生大量生理數(shù)據(jù)。而ICU的臨床醫(yī)生需要同時(shí)監(jiān)護(hù)多個(gè)重癥病人，可能無(wú)法即時(shí)觀察到病人出現(xiàn)的生理狀態(tài)突變，導(dǎo)致貽誤搶救時(shí)機(jī)。因此采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析病人的生命特征參數(shù)并預(yù)測(cè)其生理狀態(tài)變化趨勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)ICU病人的智能監(jiān)護(hù)，并對(duì)臨床決策支持系統(tǒng)的發(fā)展與完善具有重要意義。為此，本文開展了以下幾方面的研究：
　　首先，分析研究了目前主要的時(shí)間序列相似性度量方法，比較各種方法的特點(diǎn)及適用領(lǐng)域；
　　其次，重點(diǎn)研究并實(shí)現(xiàn)了基

3、于極值的動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲(DTW)相似性度量方法以及符號(hào)化的統(tǒng)計(jì)特征向量空間相似性度量方法。同時(shí)借鑒網(wǎng)絡(luò)搜索引擎與文檔檢索的思想提出并實(shí)現(xiàn)了基于信息檢索模型的空間向量模型相似性度量方法。并針對(duì)生理時(shí)間序列變化趨勢(shì)復(fù)雜的特點(diǎn)，采用SYNDATA(The Control ChartSynthetic Dataset)數(shù)據(jù)集驗(yàn)證并比較了三種算法的性能。發(fā)現(xiàn)基于信息檢索模型的空間向量模型相似性度量方法具有較高的識(shí)別率。
　　最后，使用MIMI

4、C-Ⅱ數(shù)據(jù)庫(kù)提供的ICU病人生理信息建立了一個(gè)小型的ICU病人生理狀態(tài)樣本庫(kù)。根據(jù)病理生理學(xué)知識(shí)及臨床信息的可獲得性確立病人生理狀態(tài)穩(wěn)定性的分類標(biāo)準(zhǔn)，并借鑒網(wǎng)絡(luò)搜索思想嘗試進(jìn)行ICU病人生理狀態(tài)穩(wěn)定性的判斷與預(yù)測(cè)。方法是以測(cè)試生理時(shí)間序列為關(guān)鍵詞搜索樣本庫(kù)中與之相似的時(shí)間序列，根據(jù)搜索結(jié)果判斷測(cè)試序列的生理狀態(tài)穩(wěn)定與否，由此實(shí)現(xiàn)病人生理狀態(tài)穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)。相似性度量方法則采用上文提出的基于信息檢索模型的空間序列模型算法。預(yù)測(cè)結(jié)果根據(jù)MIM