【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医疗大数据领域，尤其涉及一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统及装置。
技术介绍
1、电子健康记录(ehr)为医疗领域提供了宝贵数据，结合机器学习技术，可以提高诊断预测的准确性，从而为制定更有效的医疗计划奠定基础。许多研究利用深度学习等技术对疾病关系进行建模，以提高诊断预测的准确性。然而，由于疾病关系的复杂多样性，有效地建模这些关系并提供有效的疾病表征以支持诊断预测仍然是一个挑战。因此，通过学习准确的疾病表征以增强诊断预测已成为当前研究的重点之一。
2、虽然现有方法通常利用第九版国际疾病分类(icd-9)编码中的层级关系，但这些方法主要关注包含关系，往往忽视同样重要的互斥关系。这些互斥关系为icd-9编码的结构提供了一个不同且互补的视角。忽视这种关系可能导致对疾病和icd-9编码关系的不准确表征。因此，同时建模包含关系和互斥关系来提高诊断预测的准确性是至关重要的。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提出一种用于疾病表征和医疗保健数据中诊断预测的框嵌入系统。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，该系统包括：框嵌入模块、信息捕捉模块、患者表征模块、疾病概率预测模块和参数更新模块；
3、所述框嵌入模块用于将疾病嵌入和icd-9编码嵌入映射到框中，并表征包含和互斥关系；
4、所述信息捕捉模块使用自注意力机制捕捉患者患病记录；
5、所述患者表
6、所述疾病概率预测模块使用多层感知机计算患者患有各种疾病的概率并进行排序，进行诊断预测；
7、所述参数更新模块用于优化损失函数，对框嵌入模块和疾病概率预测模块的参数进行更新。
8、进一步地，所述框嵌入模块表征疾病与icd-9编码间的包含关系具体包括：将疾病集合和icd-9编码集合分别转换为框嵌入，将疾病集合和icd-9编码集合的包含关系表征为对应的框嵌入在几何上相交的概率。
9、进一步地，所述框嵌入模块还表征icd-9编码间的包含关系，具体包括：将icd-9编码集合转换为框嵌入，将icd-9编码间的包含关系表征为icd-9编码的框嵌入在几何上相交的条件概率。
10、进一步地，所述框嵌入模块表征疾病与icd-9编码间的互斥关系具体包括：将疾病集合和icd-9编码集合的互斥关系表征为对应的框嵌入在几何上的互斥约束。
11、进一步地，所述信息捕捉模块具体包括：基于自注意力机制聚合框嵌入模块得到的疾病表征di，建模患者患病记录的表征
12、
13、其中，self-att表示自注意力机制对应的函数，di表示疾病di的对应表征。
14、进一步地，所述患者表征模块具体包括：基于注意力机制，聚合信息捕捉模块得到的患者患病记录表征建模患者的表征
15、
16、
17、其中，wi,k为学习到的注意力机制权重，mlp表示多层感知机。
18、进一步地，基于患者表征模块得到的患者表征通过多层感知机mlp，计算患者患有疾病的概率并进行排序，给出诊断预测结果：
19、
20、进一步地，所述参数更新模块具体包括：重复调用框嵌入模块、信息捕捉模块、患者表征模块和疾病概率预测模块，直到损失函数收敛，达到最优，保存最优参数；
21、所述损失函数为：
22、其中，为疾病概率预测模块中疾病预测的损失函数，具体为
23、
24、为患者第ti次患病记录，为诊断预测结果；
25、为疾病与icd-9编码包含关系的损失函数；
26、
27、其中，任一框嵌入b由和两个张量组成，分别表示框嵌入的最小值点和最大值点；表示框嵌入b的体积；表示两个框嵌入bi和bj之间的交集的体积；di和cj分别表示疾病集合d＝{d1,d2,…,dn}和icd-9编码集合c＝{c1,c2,…,cm}，m和n分别表示疾病集合和编码集合的大小；和分别表示疾病di的框嵌入和icd-9编码cj的框嵌入；
28、为icd-9编码间包含关系的损失函数，具体为：
29、
30、为疾病与icd-9编码互斥关系的损失函数，具体为：
31、
32、根据说明书的第二方面，还提供了一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测装置，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，所述处理器执行所述可执行代码时，实现所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统的执行过程。
33、根据说明书的第三方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统的执行过程。
34、本专利技术的有益效果：本专利技术通过框嵌入有效地捕捉疾病和icd-9编码之间的包含关系和互斥关系，准确地学习疾病表征，并有效提升诊断预测的准确性，从而为医生提供重要的辅助诊断信息。
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1.一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，该系统包括：框嵌入模块、信息捕捉模块、患者表征模块、疾病概率预测模块和参数更新模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述框嵌入模块表征疾病与ICD-9编码间的包含关系具体包括：将疾病集合和ICD-9编码集合分别转换为框嵌入，将疾病集合和ICD-9编码集合的包含关系表征为对应的框嵌入在几何上相交的概率。
3.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述框嵌入模块还表征ICD-9编码间的包含关系，具体包括：将ICD-9编码集合转换为框嵌入，将ICD-9编码间的包含关系表征为ICD-9编码的框嵌入在几何上相交的条件概率。
4.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述框嵌入模块表征疾病与ICD-9编码间的互斥关系具体包括：将疾病集合和ICD-9编码集合的互斥关系表征为对应的框嵌入在几何上的互斥约束。
5.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，
6.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述患者表征模块具体包括：基于注意力机制，聚合信息捕捉模块得到的患者患病记录表征建模患者的表征
7.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，基于患者表征模块得到的患者表征通过多层感知机MLP，计算患者患有疾病的概率并进行排序，给出诊断预测结果：
8.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述参数更新模块具体包括：重复调用框嵌入模块、信息捕捉模块、患者表征模块和疾病概率预测模块，直到损失函数收敛，达到最优，保存最优参数；
9.一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测装置，其特征在于，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器中存储有可执行代码，其特征在于，所述处理器执行所述可执行代码时，实现如权利要求1-8中任一项所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统的执行过程。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8中任一项所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统的执行过程。
...【技术特征摘要】
1.一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，该系统包括：框嵌入模块、信息捕捉模块、患者表征模块、疾病概率预测模块和参数更新模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述框嵌入模块表征疾病与icd-9编码间的包含关系具体包括：将疾病集合和icd-9编码集合分别转换为框嵌入，将疾病集合和icd-9编码集合的包含关系表征为对应的框嵌入在几何上相交的概率。
3.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述框嵌入模块还表征icd-9编码间的包含关系，具体包括：将icd-9编码集合转换为框嵌入，将icd-9编码间的包含关系表征为icd-9编码的框嵌入在几何上相交的条件概率。
4.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述框嵌入模块表征疾病与icd-9编码间的互斥关系具体包括：将疾病集合和icd-9编码集合的互斥关系表征为对应的框嵌入在几何上的互斥约束。
5.根据权利要求1所述的一种基于框嵌入建模疾病表征的诊断预测系统，其特征在于，所述信息捕捉模块具体包括：基于自注意力机制聚合框嵌入模块得到的疾病表征d...
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