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[發(fā)明專利]一種基于決策樹的藥敏實驗結(jié)果識別方法與系統(tǒng)有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 202010053725.2 申請日: 2020-01-17
公開(公告)號: CN111310792B 公開(公告)日: 2023-06-30
發(fā)明(設(shè)計)人: 郭玉彬;曾曉銀;李西明;孫堅;劉雅紅 申請(專利權(quán))人: 華南農(nóng)業(yè)大學
主分類號: G06F18/2431 分類號: G06F18/2431;G16C20/50;G16C20/70;G16H70/40
代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 代理人: 李斌
地址: 510642 廣*** 國省代碼: 廣東;44
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 基于 決策樹 實驗 結(jié)果 識別 方法 系統(tǒng)
【權(quán)利要求書】:

1.一種基于決策樹的藥敏實驗結(jié)果識別方法,其特征在于,包括下述步驟:

采集藥敏實驗結(jié)果數(shù)據(jù),將藥敏實驗結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策樹分類器的訓練數(shù)據(jù)集;

構(gòu)建決策樹分類器,訓練決策樹分類器;

所述構(gòu)建決策樹分類器,采用CART算法構(gòu)建決策樹分類器,具體步驟包括:

計算特征陽性對照OD值、陰性對照OD值、微孔本身OD值對訓練數(shù)據(jù)集的Gini系數(shù)值,公式為

其中,K=2,pk表示樣本點屬于第k類的概率,D表示訓練數(shù)據(jù)集;

將訓練集中的每一個特征A的連續(xù)特征值離散化,取相鄰兩點的平均值為切分點a,每個切分點a將連續(xù)數(shù)值離散劃分成兩類,大于切分點的為第一類,小于切分點的為第二類,將節(jié)點數(shù)據(jù)集按照切分點分為D1和D2子集,計算每個切分點下對應(yīng)的基尼指數(shù),具體計算公式為:

在所有可能的特征A以及所有可能的切分點a中,選擇Gini系數(shù)最小的特征及其對應(yīng)的切分點作為最優(yōu)特征與最優(yōu)切分點;

根據(jù)最優(yōu)特征與最優(yōu)切分點,從當前結(jié)點生成兩個子結(jié)點,將訓練數(shù)據(jù)集依照特征分配到兩個子結(jié)點中;

對兩個子結(jié)點進行遞歸計算,直到滿足預(yù)設(shè)條件停止,得到CART決策樹分類器;

訓練后的決策樹分類器判別藥敏板微孔的陰陽性分類結(jié)果;

根據(jù)所述藥敏板微孔的陰陽性分類結(jié)果以及微孔的藥物布局信息計算MIC;

根據(jù)所述藥敏板微孔的陰陽性分類結(jié)果以及微孔的藥物布局信息計算MIC,具體步驟包括:

遍歷藥敏板微孔的陰陽性分類結(jié)果,獲取任意一種藥物的識別結(jié)果集合dataList,判斷dataList的大小是否為1,如果為1,則判斷藥物是否陰性對照或陽性對照,如果是陰性對照或陽性對照則進行陰性對照或陽性對照的檢測計算,如果不是陰性對照或陽性對照則進行單個藥物的檢測計算;

如果dataList的大小不為1,則進行藥物集合的檢測計算,檢測完成后返回判斷遍歷是否結(jié)束,如果還未結(jié)束則繼續(xù)進行藥物檢測計算,否則,則返回檢測計算后的結(jié)果集合;

所述藥物集合的檢測計算的步驟包括:判斷是否出現(xiàn)從1變?yōu)?的序列,若有出現(xiàn),則表示有實驗操作不當或有污染,出現(xiàn)跳孔的現(xiàn)象;若沒有出現(xiàn),則判斷序列是否全部為0,若全部為0,表示MIC值小于最小濃度值,若不全部為0,則MIC值為最后出現(xiàn)的0對應(yīng)的微孔所表示的濃度;

所述陰性或陽性對照的檢測計算的步驟包括:判斷是否為陰性對照,如果為陰性對照,則判斷其識別結(jié)果是否為0,如果為0則陰性對照結(jié)果正常,如果不為0則陰性對照有污染,如果不為陰性對照則判斷其識別結(jié)果是否為0,如果為0則陽性對照結(jié)果有誤,如果不為0則陽性對照結(jié)果正常;

所述單個藥物的檢測計算的步驟包括:判斷藥物識別結(jié)果是否為1,如果為1則MIC值為所述藥物的濃度值,如果不為0則所述藥物沒有MIC值;

根據(jù)MIC結(jié)果和折點值標準判斷耐藥結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于決策樹的藥敏實驗結(jié)果識別方法,其特征在于,還包括校正步驟,驗證并校正陰陽性分類結(jié)果,并將校正后的陰陽性分類結(jié)果作為更新訓練數(shù)據(jù),優(yōu)化決策樹分類器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于決策樹的藥敏實驗結(jié)果識別方法,其特征在于,所述采集藥敏實驗結(jié)果數(shù)據(jù),具體步驟包括:

將藥敏板上的每個微孔標注分類標簽,采用酶標儀測試同一批藥敏板,得到藥敏板微孔對應(yīng)的OD值數(shù)據(jù)、藥物名稱和藥物濃度數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于決策樹的藥敏實驗結(jié)果識別方法,其特征在于,所述將藥敏實驗結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策樹分類器的訓練數(shù)據(jù)集,具體步驟包括:

提取每個藥敏板上陰性對照孔和陽性對照孔對應(yīng)的OD值,并與其它孔對應(yīng)的OD值組合成一個三維數(shù)組,將除去陰陽性對照孔的標簽轉(zhuǎn)為一維數(shù)組作為分類結(jié)果,三維數(shù)組和一維數(shù)組組成了訓練分類器的訓練集數(shù)據(jù)D。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于決策樹的藥敏實驗結(jié)果識別方法,其特征在于,所述根據(jù)MIC結(jié)果和折點值標準判斷耐藥結(jié)果,所述耐藥結(jié)果包括耐藥、敏感和中介,將每個藥物測得的MIC值與在折點值標準數(shù)據(jù)表查找到對應(yīng)的折點進行比較,大于該折點則耐藥結(jié)果為耐藥,小于該折點則耐藥結(jié)果為敏感,否則耐藥結(jié)果為中介。

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