基于梯度提升树的造口并发症风险预测方法

本发明涉及医疗信息处理，具体涉及基于梯度提升树的造口并发症风险预测方法。

背景技术：

1、肠造口患者术后通常需要长期佩戴造口底盘和造口袋。造口底盘贴附于腹壁皮肤表面，造口袋与造口底盘连接并收集排泄物。造口底盘覆盖区域长期承受排泄物接触、皮肤水分蒸散受限、黏胶材料覆盖、腹壁活动牵拉和局部受压产生的复合影响。造口周围皮肤在出现发红、浸渍、糜烂或疼痛的外观表现之前，局部酸碱度环境、组织水化状态和角质层电学特性可能已经发生变化。护理人员依靠换袋时观察、患者主诉和经验性风险量表进行管理时，往往需要等到外观异常或渗漏表现出现后才能进行处置，难以在造口底盘贴附周期内连续识别局部微环境的异常演变。

2、现有造口局部监测技术多围绕渗漏事件、袋体填充状态、底盘饱和程度或局部温度变化展开。部分造口监测产品或方案在造口底盘或造口袋中设置电阻式传感器、电容式传感器、温度传感器、湿度传感器或酸碱度传感器，通过排泄物到达传感区域时产生的电学或化学信号变化输出渗漏提示。现有造口局部监测技术能够提示排泄物是否到达预定位置，但现有造口局部监测技术的输出对象通常为渗漏事件、渗漏方位、底盘饱和状态或袋体状态，并未将底盘下方酸碱度偏离的持续时间剂量和皮肤屏障电生理变化组合成用于护理辅助预警的数据特征。

3、术后并发症风险评估技术通常依赖围手术期结构化数据、术前检查数据、手术记录、影像学指标或病历文本，对术后风险进行静态预测。术后并发症风险评估技术可用于识别患者基础风险，却难以反映造口底盘在实际佩戴过程中的贴附状态、局部潮湿环境、排泄物轻微浸润和皮肤屏障早期退化。对于造口患者，同一患者在不同贴附周期内可能因底盘裁剪尺寸、腹部皱褶、排泄物性状、活动状态或护理操作差异而呈现不同的局部微环境变化，仅使用静态临床指标难以持续提示护理复核需求。

4、造口底盘连续佩戴场景还会引入接触伪差。造口底盘局部翘边、底盘边缘起皱、患者翻身导致短时挤压、汗液聚集、导线牵拉、电极接触面积变化或传感器局部脱粘，均可能导致酸碱度、复阻抗、温度、湿度或压力数据出现短时异常。若原始传感信号直接输入通用模型，风险提示模型容易将接触伪差识别为护理风险因素，使护理辅助信息频繁触发；若仅依赖瞬时阈值判断，又可能遗漏低强度但持续存在的排泄物侵蚀。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于梯度提升树的造口并发症风险预测方法，本发明要解决的技术问题在于：现有造口局部监测技术偏重渗漏事件提示，难以将造口底盘下方酸碱度偏离的持续累积和皮肤屏障电生理变化转化为护理辅助预警所需的可解释数据特征；现有术后风险评估技术偏重静态临床指标，难以反映造口底盘贴附周期内局部微环境的动态变化；原始传感信号直接参与模型判断时，底盘翘边、局部脱粘、短时挤压和传感接触不稳定容易造成护理辅助信息误触发。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、基于梯度提升树的造口并发症风险预测方法，包括：

4、获取造口底盘在同一贴附周期内采集的造口局部微环境监测数据，所述造口局部微环境监测数据包括酸碱度动态值、复阻抗相位角和接触状态数据；

5、根据所述接触状态数据，从所述造口局部微环境监测数据中确定有效监测片段，并基于所述有效监测片段建立与所述贴附周期对应的酸碱度基准和相位角基准；

6、基于有效监测片段内的酸碱度动态值相对于所述酸碱度基准的持续偏离累积结果、有效监测片段内的复阻抗相位角相对于所述相位角基准的退化趋势，以及持续偏离累积结果与退化趋势之间的时间耦合关系，构建用于表征造口局部微环境变化的护理风险特征集合；

7、将所述护理风险特征集合输入风险提示模型，输出造口局部护理风险提示值和触发所述造口局部护理风险提示值的特征解释信息；

8、根据所述造口局部护理风险提示值和所述特征解释信息，生成用于提示底盘贴附复核、皮肤观察或护理巡查优先级调整的护理辅助信息。

9、作为本发明的一个优选技术方案，所述接触状态数据包括压力分布数据、阻抗模值稳定性数据、温度突变数据和湿度突变数据中的至少一种，所述有效监测片段为所述接触状态数据满足预设接触可信条件的连续时间片段。

10、作为本发明的一个优选技术方案，所述预设接触可信条件为同时满足以下条件：压力分布数据未出现持续脱粘状态，阻抗模值稳定性数据未出现与酸碱度动态值无关的瞬时跳变，温度突变数据和湿度突变数据未单独触发伪差标记。

11、作为本发明的一个优选技术方案，所述酸碱度基准由所述贴附周期内酸碱度稳定时间段的酸碱度动态值确定，或者由相邻多个贴附周期内未产生护理辅助信息的有效监测片段确定。

12、作为本发明的一个优选技术方案，所述相位角基准由复阻抗传感器在多个频点下采集的有效监测片段内的稳定相位角数据确定，所述复阻抗相位角的退化趋势基于与酸碱度持续偏离累积结果存在时间重叠关系的频点相位角变化确定。

13、作为本发明的一个优选技术方案，所述持续偏离累积结果根据酸碱度动态值相对于酸碱度基准的偏离幅度、偏离持续时间和偏离恢复速度构建。

14、作为本发明的一个优选技术方案，所述退化趋势根据复阻抗相位角相对于相位角基准的变化方向、变化持续时间和恢复延迟时间构建。

15、作为本发明的一个优选技术方案，所述护理风险特征集合还包括压力波动特征，所述压力波动特征基于造口底盘环形区域内不同测点之间的压力离散程度和压力波动持续时间构建。

16、作为本发明的一个优选技术方案，所述护理风险特征集合还包括影像学结构特征，所述影像学结构特征由造口周围计算机断层扫描图像或超声图像获得，所述影像学结构特征包括腹直肌厚度变化、造口筋膜缺损尺寸和造口肠段穿过腹壁平面的倾斜程度中的至少一种。

17、作为本发明的一个优选技术方案，所述造口局部微环境监测数据在确定有效监测片段之前经过预处理，所述预处理包括异常片段初始标记、时间对齐、滤波、缺失值填充和归一化处理。

18、进一步的，所述风险提示模型为梯度提升决策树模型，所述梯度提升决策树模型基于护理事件阳性样本、护理事件阴性样本和护理核实后的假阳性样本训练得到，并输出所述护理风险特征集合中各特征对造口局部护理风险提示值的贡献度。

19、其中，生成护理辅助信息之后，将临床复核记录、护理干预记录、护理辅助信息解除记录和假阳性排除记录作为新增标注样本，对所述风险提示模型的分裂阈值、叶子节点输出值或概率校准参数进行更新。

20、本发明还公开了基于梯度提升树的造口并发症风险预测系统，包括：

21、数据获取模块，被配置为获取造口底盘在同一贴附周期内采集的造口局部微环境监测数据，所述造口局部微环境监测数据包括酸碱度动态值、复阻抗相位角和接触状态数据；

22、片段筛选模块，与所述数据获取模块连接，被配置为根据所述接触状态数据，从所述造口局部微环境监测数据中确定有效监测片段，并基于所述有效监测片段建立与所述贴附周期对应的酸碱度基准和相位角基准；

23、特征构建模块，与所述片段筛选模块连接，被配置为基于有效监测片段内的酸碱度动态值相对于所述酸碱度基准的持续偏离累积结果、有效监测片段内的复阻抗相位角相对于所述相位角基准的退化趋势，以及持续偏离累积结果与退化趋势之间的时间耦合关系，构建用于表征造口局部微环境变化的护理风险特征集合；

24、风险提示模块，与所述特征构建模块连接，被配置为将所述护理风险特征集合输入风险提示模型，输出造口局部护理风险提示值和触发所述造口局部护理风险提示值的特征解释信息；

25、信息生成模块，与所述风险提示模块连接，被配置为根据所述造口局部护理风险提示值和所述特征解释信息，生成用于提示底盘贴附复核、皮肤观察或护理巡查优先级调整的护理辅助信息。

26、本发明还公开了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于梯度提升树的造口并发症风险预测方法。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、本发明以同一造口底盘贴附周期作为数据处理单位，在有效监测片段内建立酸碱度基准和相位角基准，使后续数据特征相对于患者自身状态和当前底盘贴附状态形成，减少患者个体差异、造口底盘型号差异以及初始贴附状态差异对护理辅助信息的影响。酸碱度动态值相对于酸碱度基准的持续偏离累积结果，用于表征局部化学刺激的时间剂量。复阻抗相位角相对于相位角基准的退化趋势，用于表征皮肤屏障电学变化趋势。酸碱度持续偏离累积结果和复阻抗相位角退化趋势在同一观察时间窗内形成耦合关系后，短时酸碱度波动不会直接触发较高级别护理辅助信息；酸碱度偏离持续存在并伴随复阻抗相位角退化趋势时，风险提示模型获得更强的数据证据。

29、本发明接触状态数据用于筛选有效监测片段。造口底盘局部翘边、短时挤压、局部脱粘、湿度孤立尖峰或阻抗模值瞬时跳变造成的伪差，能够在护理风险特征集合构建前被剔除、降权或标记，从而降低接触伪差和传感噪声对造口局部护理风险提示值的影响。

30、特征解释信息能够区分护理辅助信息的触发来源，例如酸碱度持续偏离、复阻抗相位角退化、压力波动、数据缺失或影像学结构因素。护理人员可据此按照护理规范进行底盘贴附复核、皮肤观察或巡查优先级调整。本发明生成的护理辅助信息不包含疾病诊断结论，不用于确定患者已经发生造口周围皮炎、造口皮肤黏膜分离、造口旁疝或造口相关并发症，也不直接给出药物、手术或治疗方案。