CN111494745B - 一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法及装置 - Google Patents

一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法及装置，方法包括：基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建枸橼酸监测与调整模型；以目标患者的待调节枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数已配置值输入枸橼酸监测与调整模型，得到目标患者的滤器后血气游离钙离子预测浓度；查询滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，获取滤器后血气游离钙离子预测浓度映射的枸橼酸剂量值调节策略；依据枸橼酸剂量值调节策略调节待调节枸橼酸剂量泵入值，得到目标患者的枸橼酸剂量泵入目标值，并依据枸橼酸剂量泵入目标值泵入，可有效提高抗凝效果和治疗安全。

Description

一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法及装置
技术领域
本发明涉及替代疗法技术领域，具体而言，涉及一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法及装置。
背景技术
连续性肾脏替代疗法(CRRT，Continuous Renal Replacement Therapy)是重症医学病房内最常用的器官替代支持方式，在重症患者中的应用非常广泛。由于重症患者一般存在多器官功能衰竭、手术创伤、活动性出血、弥散性血管内凝血等症状，因而，选择一种安全、有效、持续、稳定的抗凝方法显得尤为重要。肝素抗凝虽然应用范围广、抗凝效果好、价格便宜，但应用不当会增加重症患者的出血风险，以及，导致肝素相关性血小板减少症(HIT，Heparin-Induced Thrombocytopenia)等，且监测抗凝水平的监测容易延迟且成本较高，局部枸橼酸抗凝(Regional Citrate Anticoagulation，RCA)利用枸橼酸在体外络合气液中的游离钙离子，而游离钙离子是凝血反应过程中不可缺少的关键性因子，枸橼酸与血液中的游离钙离子螯合成枸橼酸钙，使得血液中的游离钙离子浓度降低，从而在多个层次阻断凝血反应，达到抗凝作用，并同时通过静脉通路泵入和自身代谢枸橼酸-钙补充损失的游离钙离子，因而有着良好的体外循环抗凝作用，较少的出血并发症以及改善滤过膜生物相容性等优势，在肾脏替代治疗领域中应用日益广泛。
但该局部枸橼酸抗凝的方法，在泵入枸橼酸剂量后，需要在治疗过程中，反复监测动脉游离钙离子浓度和肾全化验中肾全化验中总钙离子总浓度，并依据滤器后血气游离钙离子浓度调整泵入枸橼酸的剂量，以避免过度抗凝导致的枸橼酸过量，危及患者生命，以及，抗凝不足导致抗凝效果不佳。因此，初始泵入的枸橼酸剂量成为影响抗凝效果的重要因素。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法及装置，以提高抗凝效果。
第一方面，本发明实施例提供了监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法，该方法包括：
基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型；
以目标患者的待调节枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数已配置值输入所述监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，得到所述目标患者的滤器后血气游离钙离子预测浓度；
查询预先设置的滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，获取滤器后血气游离钙离子预测浓度映射的枸橼酸剂量值调节策略；
依据所述枸橼酸剂量值调节策略调节所述待调节枸橼酸剂量泵入值，得到所述目标患者的枸橼酸剂量泵入目标值，并依据所述枸橼酸剂量泵入目标值泵入。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
监测动脉游离钙离子浓度，查询预先设置的动脉游离钙血气离子浓度与葡萄糖酸钙剂量调节策略的映射关系，获取监测的动脉游离钙离子浓度映射的葡萄糖酸钙剂量调节策略，并依据获取的葡萄糖酸钙剂量调节策略调节待泵入的葡萄糖酸钙剂量。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
获取所述目标患者生化指标中肾全化验中总钙离子总浓度；
计算所述肾全化验中总钙离子总浓度与动脉游离钙离子浓度的比值；
若所述比值大于过量阈值，提示枸橼酸过量。
结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，包括：
针对样本集中的每一样本，以样本的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为浅层全连接网络的输入特征，以该样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度作为浅层全连接网络的输出特征，对浅层全连接网络进行训练，得到监测和调整局部枸橼酸抗凝模型。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，在所述以样本的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为浅层全连接网络的输入特征之前，所述方法还包括：
对枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值分别进行标准化，以标准化的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为所述浅层全连接网络的输入特征。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在所述以该样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度作为浅层全连接网络的输出特征之前，所述方法还包括：
按照预先设置的标签与滤器后血气游离钙离子浓度的对应关系，对样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度进行标签化处理，并以标签化处理后得到的标签作为所述浅层全连接网络的输出特征。
第二方面，本发明实施例还提供了一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的装置，包括：
模型构建模块，用于基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型；
预测模块，用于以目标患者的待调节枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数已配置值输入所述监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，得到所述目标患者的滤器后血气游离钙离子预测浓度；
调节策略获取模块，用于查询预先设置的滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，获取滤器后血气游离钙离子预测浓度映射的枸橼酸剂量值调节策略；
监测和调整局部枸橼酸抗凝模块，用于依据所述枸橼酸剂量值调节策略调节所述待调节枸橼酸剂量泵入值，得到所述目标患者的枸橼酸剂量泵入目标值，并依据所述枸橼酸剂量泵入目标值泵入。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：
葡萄糖酸钙剂量调节模块，用于监测动脉游离钙离子浓度，查询预先设置的动脉游离钙离子浓度与葡萄糖酸钙剂量调节策略的映射关系，获取监测的动脉游离钙离子浓度映射的葡萄糖酸钙剂量调节策略，并依据获取的葡萄糖酸钙剂量调节策略调节待泵入的葡萄糖酸钙剂量。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。
本发明实施例提供的监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法及装置，通过基于样本的枸橼酸剂量泵入值、游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型；以目标患者的待调节枸橼酸剂量泵入值、游离钙离子影响参数已配置值输入所述监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，得到所述目标患者的滤器后血气游离钙离子预测浓度；查询预先设置的滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，获取滤器后血气游离钙离子预测浓度映射的枸橼酸剂量值调节策略；依据所述枸橼酸剂量值调节策略调节所述待调节枸橼酸剂量泵入值，得到所述目标患者的枸橼酸剂量泵入目标值，并依据所述枸橼酸剂量泵入目标值泵入。这样，能够利用构建的监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，对枸橼酸剂量泵入值对应的滤器后血气游离钙离子浓度进行预测，从而可以对枸橼酸剂量在泵入前进行调节，能够使得泵入的枸橼酸剂量合适，避免滤器后血气游离钙离子浓度过低或过高，有效提升了抗凝效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法流程示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的监测和调整局部枸橼酸抗凝的装置结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种计算机设备300的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前的局部枸橼酸抗凝方法，在泵入初始枸橼酸剂量后，需要在后续治疗过程中，依据监测的滤器后血气游离钙离子浓度，调整泵入的初始枸橼酸剂量，以避免过度抗凝以及抗凝不足。但如果泵入的初始枸橼酸剂量掌握不好，在后续治疗过程中依据监测的滤器后血气游离钙离子浓度，调整该初始枸橼酸剂量之前，即在泵入初始枸橼酸剂量至调整初始枸橼酸剂量的过程中，可能已经导致过度抗凝或抗凝不足，从而影响抗凝效果。本发明实施例中，通过构建枸橼酸剂量与滤器后血气游离钙离子浓度的监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，以预测待调节枸橼酸剂量泵入值对应的滤器后血气游离钙离子浓度，从而依据预测的滤器后血气游离钙离子浓度，对待调节枸橼酸剂量泵入值进行调节，能够使得泵入的枸橼酸剂量合适，避免滤器后血气游离钙离子浓度过低导致的过度抗凝，或者，滤器后血气游离钙离子浓度过高导致的抗凝不足。
本发明实施例提供了一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法及装置，下面通过实施例进行描述。
图1示出了本发明实施例所提供的监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：
步骤101，基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型；
本发明实施例中，作为一可选实施例，滤器后血气游离钙离子影响参数值包括：5％碳酸氢钠(NaHCO3)溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值。作为另一可选实施例，游离钙离子影响参数值还可以包括其他参数，例如，血液浓度、透析液浓度、脱水量等，本发明实施例对此不作限定。
本发明实施例中，作为一可选实施例，基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，包括：
针对样本集中的每一样本，以样本的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为浅层全连接网络的输入特征，以该样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度作为浅层全连接网络的输出，对浅层全连接网络进行训练，得到监测和调整局部枸橼酸抗凝模型。
本发明实施例中，为了保障浅层全连接网络输入特征的一致性，作为一可选实施例，在以样本的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为浅层全连接网络的输入特征之前，该方法还包括：
对枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值分别进行标准化，以标准化的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为所述浅层全连接网络的输入特征。
本发明实施例中，作为一可选实施例，利用下式进行标准化处理：
Figure BDA0002509643980000081
式中，
Xi为第i个特征的归一化值；
xi为第i个特征的特征值；
mean(xi)为第i个特征的均值；
std(xi)为第i个特征的方差。
本发明实施例中，特征包括：枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值。针对样本集中所有样本的第i个特征，计算该特征的均值，得到该第i个特征的均值。
本发明实施例中，滤器后血气游离钙离子浓度分布的范围较为广泛，为了有效降低浅层全连接网络的数据运算量，提升浅层全连接网络的数据运算效率，作为一可选实施例，该方法还包括：
按照预先设置的标签与滤器后血气游离钙离子浓度的对应关系，对样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度进行标签化处理，并以标签化处理后得到的标签作为所述浅层全连接网络的输出。
本发明实施例中，按照预先设置的标签分类策略，即标签与滤器后血气游离钙离子浓度(毫摩尔每升，mmol/L)的对应关系，确定滤器后血气游离钙离子浓度所属的标签，将数据总共分为4类，并对每一标签进行二分类处理。作为一可选实施例，标签与滤器后血气游离钙离子浓度的对应关系如表1所示。
表1
滤器后血气游离钙离子浓度(mmol/L) 标签
<0.2 0
0.2-0.4 1
0.40-0.5 2
>0.5 3
本发明实施例中，根据枸橼酸抗凝肾替代治疗调整参考原则，将标签分类为4类，具体来说，若滤器后血气游离钙离子浓度小于第一浓度阈值(0.2mmol/l)，该滤器后血气游离钙离子浓度对应的标签为第0标签，若滤器后血气游离钙离子浓度大于或等于第一浓度阈值(0.2mmol/l)而小于第二浓度阈值(0.4mmol/l)，该滤器后血气游离钙离子浓度对应的标签为第1标签，若滤器后血气游离钙离子浓度大于或等于第二浓度阈值而小于第三浓度阈值(0.5mmol/l)，该滤器后血气游离钙离子浓度对应的标签为第2标签，若滤器后血气游离钙离子浓度大于或等于第三浓度阈值，该滤器后血气游离钙离子浓度对应的标签为第3标签，这样，在浅层全连接网络中，可以用2比特对标签进行标识。
本发明实施例中，作为一可选实施例，为了避免各类标签对应的样本量不均衡导致构建的监测和调整局部枸橼酸抗凝模型的敏感性差异，将四个标签所对应的样本数据进行采样后的比例设置为1：1：1：1，这样，可以保证最终训练的监测和调整局部枸橼酸抗凝模型对每个标签对应的数据具有相同的敏感性。例如，对每一标签采样600个正样本，总共采样2400个正样本。
本发明实施例中，将样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度等样本数据随机分为训练集和测试集。其中，由于枸橼酸在泵入样本4小时后，样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度才会发生变化，因此，滤器后血气游离钙离子浓度值是样本泵入枸橼酸4小时后的滤后血气游离钙离子浓度值。作为一可选实施例，每一标签对应的训练集占该标签对应的样本数据的80％，测试集占样本数据的20％。
本发明实施例中，对于训练集，采用5折交叉验证法分别对采用多种机器学习算法的浅层全连接网络进行训练，从中选取训练精度最高的浅层全连接网络作为最终的监测和调整局部枸橼酸抗凝模型。例如，在生成监测和调整局部枸橼酸抗凝模型的过程中，将样本数据分为5等份，其中，4等份用于对每一种机器学习算法的浅层全连接网络进行训练，1等份用于对每一训练的浅层全连接网络进行验证，从中选择验证精度最高的模型作为最终的监测和调整局部枸橼酸抗凝模型。
本发明实施例中，作为一可选实施例，机器学习算法包括：自适应提升(Adaboost)算法、支持向量机(SVM，Support Vector Machine)算法、极端梯度提升树(XGBoost)算法、随机森林算法、浅层神经网络的算法等。这样。通过利用多种机器学习算法并进行模型评估，从中选取性能最优的模型。
本发明实施例中，作为一可选实施例，浅层全连接网络包含两个隐层，每一隐层包含36/24个神经元，采用修正线性函数作为激活函数，损失函数为交叉熵损失函数，如下式：
Figure BDA0002509643980000111
式中，
yi为第i类，包括：第0类、第1类，n为标签类数，本发明实施例中，n＝2；y＝(y1,y2)；
pi为输入的样本数据属于第i类的概率；p＝(p1,p2)，即样本数据经浅层全连接网络后，输出的各类的概率，然后对每一个标签都进行二分类处理。
本发明实施例中，作为一可选实施例，采用批量梯度下降算法进行训练，批量大小为80。若损失函数满足预设的阈值，则结束对浅层全连接网络的训练。
本发明实施例中，为了增强模型的泛化能力，神经元中，包含随机丢弃(Dropout)神经元，并采用早停(EarlyStop)设置以及在损失函数上添加正则项以防止过拟合。初始学习率为0.0075，总共训练1500轮。
本发明实施例中，选取precision、recall、F1-score和accuracy作为模型的评估指标。精确率(precision)是针对模型预测结果而言的，表示的是预测为正的样本中有多少是真正的正样本；召回率(recall)是针对原来的样本而言的，表示的是样本中的正例有多少被预测正确；F1-score是基于召回率和精确率计算的，是查准率和查全率的调和平均数；由于样本选择比例为1:1，微平均值是所有数据结果的平均值，因此微平均精度、召回率和F1分数均等于准确性；因此，通过比较模型的平均精度和宏观水平来衡量这些模型的分类性能。
本发明实施例中，对采用不同机器学习算法训练，利用上式进行评价，从中选取最优的完成训练的浅层全连接网络作为最终可用的模型。
本发明实施例中，所应说明的是，在构建监测和调整枸橼酸抗凝模型后，后续就可以重复利用该监测和调整枸橼酸抗凝模型进行监测和调整局部枸橼酸抗凝的优化，无需在每一次进行局部枸橼酸剂量抗凝优化时，均需要构建一次监测和调整局部枸橼酸抗凝模型。
步骤102，以目标患者的待调节枸橼酸剂量泵入值、滤器后静脉端游离钙离子影响参数已配置值输入所述监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，得到所述目标患者的滤器后血气游离钙离子预测浓度；
本发明实施例中，待调节枸橼酸剂量泵入值是为该目标患者预设的准备泵入该目标患者的枸橼酸剂量，即初始枸橼酸剂量。
步骤103，查询预先设置的滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，获取滤器后血气游离钙离子预测浓度映射的枸橼酸剂量值调节策略；
本发明实施例中，滤器后血气游离钙离子浓度(标签)与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，依据对样本的枸橼酸剂量泵入值与对应的滤器后血气游离钙离子浓度得到，例如，样本的枸橼酸剂量泵入值为a(毫升每小时)，若对应的滤器后血气游离钙离子浓度为小于第一浓度阈值，例如，小于0.2毫摩尔每升(mmol/l)，表明处于枸橼酸过量状态，则对应调整(降低)样本的枸橼酸剂量泵入值，直至调整后的枸橼酸剂量泵入值对应的滤器后血气游离钙离子浓度表明处于正常状态(例如，0.2毫摩尔每升至0.4毫摩尔每升)，假设对样本的泵入枸橼酸剂量的调整量为b，则滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系为：滤器后血气游离钙离子浓度为小于第一浓度阈值，枸橼酸剂量泵入值调节策略为：降低b毫升每小时。表2为滤器后血气游离钙离子浓度标签与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系示意表。
表2
滤器后血气游离钙离子浓度(mmol/l) 枸橼酸剂量泵入值调节策略
<0.2 降低10ml/h
0.2-0.4 维持不变
0.41-0.5 增加10ml/h
>0.5 增加20ml/h
如前所述，若滤器后血气游离钙离子浓度以标签进行表征，则滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系为滤器后血气游离钙离子浓度标签与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，如表3所示。
表3
滤器后血气游离钙离子浓度标签 枸橼酸剂量泵入值调节策略
0 降低10ml/h
1 维持不变
2 增加10ml/h
3 增加20ml/h
表3中，滤器后血气游离钙离子浓度标签为0(第0标签)，对应的滤器后血气游离钙离子浓度小于第一浓度阈值(0.2mmol/l)。
步骤104，依据所述枸橼酸剂量值调节策略调节所述待调节枸橼酸剂量泵入值，得到所述目标患者的枸橼酸剂量泵入目标值，并依据所述枸橼酸剂量泵入目标值泵入。
本发明实施例中，待调节枸橼酸剂量泵入值为a毫升每小时，枸橼酸剂量泵入值调节策略为：降低b毫升每小时，则枸橼酸剂量泵入目标值为：a-b。
本发明实施例中，基于数学建模的方法构建监测和调整肾脏替代治疗中局部枸橼酸抗凝模型，通过监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，预测待调节枸橼酸剂量泵入值对应的滤器后血气游离钙离子浓度，从而依据预测的滤器后血气游离钙离子浓度，查询预先设置的滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量调节策略的映射关系，对待调节枸橼酸剂量泵入值进行调节。这样，在按照调节的枸橼酸剂量执行泵入时，能够使得泵入的枸橼酸剂量合适，从而在4小时后的滤器后血气游离钙离子浓度监测中，避免滤器后血气游离钙离子浓度过低导致的过度抗凝，或者，滤器后血气游离钙离子浓度过高导致的抗凝不足，使得抗凝效果达到最优。
本发明实施例中，在泵入枸橼酸的同时，一般还同步泵入葡萄糖酸钙以调节动脉游离钙离子浓度，因而，作为一可选实施例，该方法还包括：
监测动脉游离钙离子浓度，查询预先设置的动脉游离钙离子浓度与葡萄糖酸钙剂量调节策略的映射关系，获取监测的动脉游离钙离子浓度映射的葡萄糖酸钙剂量调节策略，并依据获取的葡萄糖酸钙剂量调节策略调节待泵入的葡萄糖酸钙剂量。
本发明实施例中，作为一可选实施例，动脉游离钙离子浓度包括但不限于：动脉游离钙离子浓度、外周静脉游离钙离子浓度，葡萄糖酸钙为10％葡萄糖酸钙。表4为动脉游离钙离子浓度与葡萄糖酸钙剂量调节策略的映射关系示意表。
表4
Figure BDA0002509643980000141
Figure BDA0002509643980000151
本发明实施例中，作为一可选实施例，该方法还包括：
获取所述目标患者体外测得的肾全化验中总钙离子总浓度；
计算所述肾全化验中总钙离子总浓度与动脉游离钙离子浓度的比值；
若所述比值大于过量阈值，提示枸橼酸过量。
本发明实施例中，作为一可选实施例，过量阈值设置为2.5。当肾全化验中总钙离子总浓度/动脉游离钙离子浓度大于2.5时则提示提示枸橼酸过量，以便于医护人员及时采取相应措施，当肾全化验中总钙离子总浓度/动脉游离钙离子浓度小于或等于2.5时，提示非过量状态。
本发明实施例中，利用构建的监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，通过对泵入枸橼酸剂量后的滤器后血气游离钙离子浓度的预测，可以调整泵入的枸橼酸剂量，从而定量计算出CRRT时局部枸橼酸抗凝时枸橼酸剂量的输注速度，并通过监测动脉游离钙离子浓度，可以调整葡萄糖酸钙的泵入速度，大大扩展了局部枸橼酸抗凝的应用范围，使体内和体外循环的钙离子浓度稳定在合适范围内，能够有效延长滤器使用寿命，并大大减少监测次数。依据肾全化验中总钙离子总浓度与动脉游离钙离子浓度的比值判断枸橼酸是否过量，查询动脉游离钙离子浓度与葡萄糖酸钙剂量调节策略的映射关系，获取葡萄糖酸钙剂量值调节策略；依据葡萄糖酸钙剂量值调节策略调节待调节葡萄糖酸钙剂量泵入值，得到目标患者的葡萄糖酸钙剂量泵入目标值，并依据葡萄糖酸钙剂量泵入目标值泵入，可有效提高抗凝效果和治疗安全。此外，本发明实施例使用的数据集为北京协和医院(PUMCH)ICU的数据集，该数据集是目前国内最新、最全的数据集。
图2示出了本发明实施例所提供的监测和调整局部枸橼酸抗凝的装置结构示意图。如图2所示，该装置包括：
模型构建模块201，用于基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型；
本发明实施例中，游离钙离子影响参数值包括：5％碳酸氢钠(NaHCO3)溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值。作为一可选实施例，模型构建模块201，具体用于：
针对样本集中的每一样本，以样本的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为浅层全连接网络的输入特征，以该样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度作为浅层全连接网络的输出特征，对浅层全连接网络进行训练，得到监测和调整局部枸橼酸抗凝模型。
本发明实施例中，作为另一可选实施例，模型构建模块201，还具体用于：
对枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值分别进行标准化，以标准化的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为所述浅层全连接网络的输入特征。
本发明实施例中，利用下式进行标准化处理：
Figure BDA0002509643980000161
本发明实施例中，作为再一可选实施例，模型构建模块201，还具体用于：
按照预先设置的标签与滤器后血气游离钙离子浓度的对应关系，对样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度进行标签化处理，并以标签化处理后得到的标签作为所述浅层全连接网络的输出特征。
本发明实施例中，各标签所对应的样本数据量相同或相近以保证最终训练的监测和调整枸橼酸抗凝模型对每个标签对应的数据具有相同的敏感性。
预测模块202，用于以目标患者的待调节枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数已配置值输入所述监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，得到所述目标患者的滤器后血气游离钙离子预测浓度；
调节策略获取模块203，用于查询预先设置的滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，获取滤器后血气游离钙离子预测浓度映射的枸橼酸剂量值调节策略；
监测和调整局部枸橼酸抗凝模块204，用于依据所述枸橼酸剂量值调节策略调节所述待调节枸橼酸剂量泵入值，得到所述目标患者的枸橼酸剂量泵入目标值，并依据所述枸橼酸剂量泵入目标值泵入。
本发明实施例中，若待调节枸橼酸剂量泵入值为a毫升每小时，枸橼酸剂量泵入值调节策略为：降低b毫升每小时，则枸橼酸剂量泵入目标值为：a-b。
本发明实施例中，作为一可选实施例，该装置还包括：
葡萄糖酸钙剂量调节模块(图中未示出)，用于监测动脉游离钙离子浓度，查询预先设置的动脉游离钙离子浓度与葡萄糖酸钙剂量调节策略的映射关系，获取监测的动脉游离钙离子浓度映射的葡萄糖酸钙剂量调节策略，并依据获取的葡萄糖酸钙剂量调节策略调节待泵入的葡萄糖酸钙剂量。
本发明实施例中，作为另一可选实施例，该装置还包括：
信息提示模块(图中未示出)，用于获取所述目标患者体外测得的肾全化验中总钙离子总浓度；计算所述肾全化验中总钙离子总浓度与动脉游离钙离子浓度的比值；若所述比值大于过量阈值，提示枸橼酸过量。
如图3所示，本申请一实施例提供了一种计算机设备300，用于执行图1中的监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法，该设备包括存储器301、处理器302及存储在该存储器301上并可在该处理器302上运行的计算机程序，其中，上述处理器302执行上述计算机程序时实现上述监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法的步骤。
具体地，上述存储器301和处理器302能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器302运行存储器301存储的计算机程序时，能够执行上述监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法。
对应于图1中的监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法的步骤。
具体地，该存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，该存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法，其特征在于，包括：
基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整枸橼酸抗凝模型，所述滤器后血气游离钙离子影响参数值包括：5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值；
以目标患者的待调节枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数已配置值输入所述监测和调整枸橼酸抗凝模型，得到所述目标患者的滤器后血气游离钙离子预测浓度；
查询预先设置的滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，获取滤器后血气游离钙离子预测浓度映射的枸橼酸剂量值调节策略；
依据所述枸橼酸剂量值调节策略调节所述待调节枸橼酸剂量泵入值，得到所述目标患者的枸橼酸剂量泵入目标值，并依据所述枸橼酸剂量泵入目标值泵入。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
监测动脉游离钙离子浓度，查询预先设置的动脉游离钙离子浓度与葡萄糖酸钙剂量调节策略的映射关系，获取监测的动脉游离钙离子浓度映射的葡萄糖酸钙剂量调节策略，并依据获取的葡萄糖酸钙剂量调节策略调节待泵入的葡萄糖酸钙剂量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述目标患者生化指标中肾全化验中总钙离子总浓度；
计算所述肾全化验中总钙离子总浓度与动脉游离钙离子浓度的比值；
若所述比值大于过量阈值，提示枸橼酸过量。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，包括：
针对样本集中的每一样本，以样本的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为浅层全连接网络的输入特征，以该样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度作为浅层全连接网络的输出特征，对浅层全连接网络进行训练，得到监测和调整局部枸橼酸抗凝模型。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述以样本的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为浅层全连接网络的输入特征之前，所述方法还包括：
对枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值分别进行标准化，以标准化的枸橼酸剂量泵入值、5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值作为所述浅层全连接网络的输入特征。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述以该样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度作为浅层全连接网络的输出特征之前，所述方法还包括：
按照预先设置的标签与滤器后血气游离钙离子浓度的对应关系，对样本对应的滤器后血气游离钙离子浓度进行标签化处理，并以标签化处理后得到的标签作为所述浅层全连接网络的输出特征。
7.一种监测和调整局部枸橼酸抗凝的装置，其特征在于，包括：
模型构建模块，用于基于样本的枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数值以及滤器后血气游离钙离子浓度，构建监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，所述滤器后血气游离钙离子影响参数值包括：5％碳酸氢钠溶剂量、置换液溶剂量、患者体温值和置换液PH值；
预测模块，用于以目标患者的待调节枸橼酸剂量泵入值、滤器后血气游离钙离子影响参数已配置值输入所述监测和调整局部枸橼酸抗凝模型，得到所述目标患者的滤器后血气游离钙离子预测浓度；
调节策略获取模块，用于查询预先设置的滤器后血气游离钙离子浓度与枸橼酸剂量泵入值调节策略的映射关系，获取滤器后血气游离钙离子预测浓度映射的枸橼酸剂量值调节策略；
监测和调整局部枸橼酸抗凝模块，用于依据所述枸橼酸剂量值调节策略调节所述待调节枸橼酸剂量泵入值，得到所述目标患者的枸橼酸剂量泵入目标值，并依据所述枸橼酸剂量泵入目标值泵入。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
葡萄糖酸钙剂量调节模块，用于监测动脉游离钙离子浓度，查询预先设置的动脉游离钙离子浓度与葡萄糖酸钙剂量调节策略的映射关系，获取监测的动脉游离钙离子浓度映射的葡萄糖酸钙剂量调节策略，并依据获取的葡萄糖酸钙剂量调节策略调节待泵入的葡萄糖酸钙剂量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至6任一所述的监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述的监测和调整局部枸橼酸抗凝的方法的步骤。
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