决策树模型在制定乙型肝炎免疫预防策略中的应用
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基于决策树的疾病预测模型研究疾病预测是医学界的关注重点,其预测能力可以帮助医生更快速地诊断和治疗疾病,从而提高治疗效果和救治生命的成功率。
在这个过程中,决策树模型成为了一种使用较为广泛的预测模型。
一、决策树模型简介决策树模型是一种非常直观、易于理解的分类模型,它可以将数据进行分组,并生成一组针对每个组的决策规则。
在构建决策树模型时,会根据不同的特征标签将数据进行分割,以寻找最大的分类效果。
在决策树中,每个决策节点表示一个判断条件,而每个分支代表一个可能的分类结果,最终的叶节点则代表了一种最终的决策结果。
根据数据点与每个分支的匹配情况,就可以得出最终的决策结果。
二.决策树模型在疾病预测中的应用在疾病预测中,决策树模型能够利用患者的特征和症状来进行诊断,帮助医生进一步指导治疗。
例如,一个医生可以将一个病人的状况描述作为输入,决策树模型可以基于这些数据计算出可能的疾病,同时为时刻维护更新并储存所研究疾病的数据,从而实现更精确的预测结果,帮助医生更快速地制定治疗方案。
三、决策树模型的优势与缺点决策树模型具有以下优点:1. 直观性高,易于理解和解释。
2. 可以很容易地处理离散和连续变量,无需任何先验知识。
3. 可以很容易地处理非线性问题。
4. 可以灵活地添加新的变量,不需要重新训练模型。
5. 可以很好地处理缺失值,不会影响模型的准确性。
然而,决策树模型也存在以下缺点:1. 决策树模型容易过拟合,需要进行优化。
2. 决策树模型往往难以处理高维数据。
3. 决策树模型对数据集中的噪音比较敏感。
4. 决策树模型往往忽略了变量之间的相互影响。
四、如何优化决策树模型为了优化决策树模型的性能,我们可以采取以下策略:1. 剪枝:剪枝是一种有效的优化方法,可以有效地缩小模型的规模,提升模型的泛化能力。
2. 数据处理:对数据进行清洗和预处理,可以剔除一些不必要的特征,降低噪音数据对模型的干扰。
3. 特征选择:合理选择特征可以缩小模型规模,提高模型的准确性。
决策树模型在中医药领域的应用现状作者:马红丽徐长英杨新鸣来源:《世界中医药》2021年第17期摘要决策树因其形状像树且又能用于决策故被称为决策树,是通过机器学习,从一系列无秩序、无规则的逻辑关系中推理出一套分层规则,将结局按照概率分布的树形图表达,从而进行精确预测或正确分类。
现系统综述了决策树在中医药领域的应用现状,发现决策树在疾病风险评估、中医病证的诊断、辨证分型、中药药性或不良反应的预测、证候与理化指标的关联、预后评估和成本-效果分析等方面均有所应用,且其分类和预测结果较为准确,值得今后进一步研究并推广应用。
关键词决策树;数据挖掘;机器学习;中医药;预测模型;树形图;分类;风险评估Application Status of Decision Tree in Traditional Chinese MedicineMA Hongli1,XU Changying2,YANG Xinming1(1 The First Affiliated Hospital of Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150040,China; 2 Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150040,China)Abstract A decision tree is called this name because it is shaped like a tree and it can be used for decision-making.It is a set of hierarchical rules inferred from a series of disordered and irregular logical relations by machine learning,and the outcomes are expressed according to the tree graph of probability distribution,so as to accurately predict or correctly classify.This paper systematically summarizes the present situation of the application of decision tree in the field of traditional Chinese medicine,and found that the decision tree in used in disease risk assessment,diagnosis of TCM diseases and syndromes,syndrome differentiation of TCM,the prediction of Chinese medicinal properties or adverse reactions,syndrome differentiation associated with physical and chemical indicators,prognostic evaluation and cost effect analysis and so on.The classification and prediction results by decision tree are more accurate,and is worth for further research and application in the future.Keywords Decision tree; Data mining; Machine learning; Traditional Chinese medicine; Prediction model; Tree diagram; Classification; Risk assessment中图分类号:R241文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1673-7202.2021.17.025我国中医药资源丰富,历史悠久,但随着“大数据”时代的到来,多数中医药数据仍在“沉睡”阶段,目前传统数据处理模式已无法适应“大数据”时代的要求。
决策树算法在医学诊断与医疗决策中的应用研究导言:随着人工智能技术的迅速发展,机器学习算法在医学领域的应用也日益广泛。
其中,决策树算法作为一种常见的分类和回归方法,已经在医学诊断与医疗决策中展现出了巨大的潜力。
本文将探讨决策树算法在医学领域的应用研究,并深入分析其优势和局限性。
一、决策树算法简介决策树算法是一种基于树状结构的机器学习算法,通过对数据集进行分层处理,最终生成一棵决策树,用于对新样本进行分类或回归预测。
决策树算法的核心思想是通过一系列的问题对样本进行划分,直至达到最终的分类结果。
二、决策树算法在医学诊断中的应用1. 疾病预测与诊断决策树算法可以通过分析大量的病例数据,构建一个能够准确预测疾病发生的模型。
通过对患者的基本信息、生活习惯、家族病史等因素进行分析,决策树算法可以帮助医生判断患者是否患有某种疾病,并给出相应的治疗建议。
2. 药物选择与剂量优化在医疗决策中,决策树算法也可以用于药物选择与剂量优化。
通过分析患者的生理指标、病情严重程度、药物代谢能力等因素,决策树算法可以帮助医生确定最合适的药物以及药物的剂量,从而提高治疗效果,减少不良反应的发生。
三、决策树算法的优势1. 可解释性强决策树算法生成的模型具有很强的可解释性,可以清晰地展示出决策的过程和依据。
这对于医生和患者来说都是非常重要的,可以帮助医生更好地向患者解释诊断结果和治疗方案,增加患者的信任感和治疗依从性。
2. 处理非线性关系决策树算法能够处理非线性关系,对于医学领域中复杂的疾病和药物反应等问题具有很好的适应性。
相比于传统的线性模型,决策树算法能够更准确地捕捉到各种因素之间的复杂关系,提高预测和诊断的准确性。
四、决策树算法的局限性1. 过拟合问题决策树算法容易出现过拟合问题,即在训练集上表现良好,但在测试集上表现较差。
这是因为决策树算法在生成决策树时可能过于关注训练集中的细节,从而导致对新样本的泛化能力较差。
为了解决过拟合问题,可以采用剪枝等方法进行优化。
决策树在医疗诊断中的实际应用随着人工智能技术的不断发展和应用,决策树在医疗诊断中的实际应用也越来越广泛。
决策树是一种用于分类和预测的监督学习算法,通过生成树状图模拟决策过程,提供决策依据和结果预测。
在医疗领域,决策树被广泛应用于疾病诊断、药物治疗选择、病情预测等方面,为医生提供了重要的辅助决策工具。
首先,决策树在疾病诊断中发挥着重要作用。
医生在面对病人的症状和体征时,往往需要进行一系列的判断和推理,以确定病人的疾病类型和严重程度。
决策树可以根据一系列特征和规则,快速准确地对病人进行分类,帮助医生进行初步诊断。
例如,对于肺部感染的诊断,决策树可以根据病人的咳嗽、咳痰、发热等症状进行判断,指导医生进行相应的检查和治疗。
其次,决策树在药物治疗选择中也具有重要意义。
不同的疾病可能需要不同的药物治疗方案,而不同的人也可能对同一药物产生不同的反应。
决策树可以通过分析病人的个体特征和疾病情况,为医生提供合理的药物选择建议。
例如,对于高血压患者的治疗,决策树可以根据病人的年龄、性别、血压水平、合并症等因素,推荐最适合的降压药物种类和剂量。
此外,决策树还可以用于病情预测和风险评估。
医生需要对病人的病情发展和治疗效果进行预测,以制定合理的治疗计划和预防措施。
决策树可以根据病人的临床资料和实验室检查结果,预测病情的发展趋势和治疗效果,帮助医生做出更准确的决策。
例如,对于心脏病患者的预后评估,决策树可以根据病人的年龄、心脏功能、合并症等因素,预测病人未来发生心脏事件的概率,指导医生进行个性化的治疗和管理。
有了决策树的辅助,医生可以更科学地进行诊断和治疗决策,减少主观因素的干扰,提高诊断的准确性和治疗的有效性。
然而,决策树在医疗诊断中的应用也面临一些挑战和限制。
首先,决策树模型的建立需要大量的数据支持,而医疗数据的获取和处理往往受到隐私和伦理等方面的限制。
其次,决策树模型的解释性和可解释性较差,对于一些复杂的疾病和病情,可能无法提供令人信服的决策依据。
树模型在慢性乙肝与肝硬化和肝癌临床诊断中的应用作者:王剑,刘殿武,曹国玉,李伟勇,李金奎【摘要】目的:利用决策树模型挖掘常见的临床查验资料信息,进一步提高慢性乙型肝炎及相关疾病的确诊率. 方式:将临床搜集的102例慢性乙肝患者和80例肝癌及肝硬化患者常见的17种信息和临床检测结果综合分析,利用决策树卡方自动交互探测(CHAID)和分类与回归树(CRT)两种算法构建预测模型,并采用正确预测率和交互印证对其进行风险评估. 结果:进入CHAID和CRT两种算法模型的主要变量是年龄和胆红素指标及职业等,两模型预测慢性乙型和肝炎肝硬化及肝癌的整体准确率别离为%和%. 结论:决策树模型在数据挖掘,资料再利用方面效果良好.【关键词】肝炎,乙型;决策树;诊断0引言在已知各型肝炎中,乙型病毒性肝炎的危害最严重[1]. 乙型病毒性肝炎极易发展为肝硬化、肝癌,因此如何初期诊断并加以区分具有重大的临床意义. 目前肝硬化及肝癌的诊断主要依赖于血清学和影像学检测等,而金标准肝脏穿刺的利用多受限制[2-3]. 在目前尚无特异性生物标志的情况下,充分利用现有的临床检测结果,通太高效的统计方式,挖掘数据内在的信息以提高诊断准确性,是目前较为可行的方式之一[4-5]. 本研究试取利用决策树模型在此方面做有利的探索.1材料和方式材料搜集200703/200705河北省石家庄市传染病医院的部份住院患者182例,其中慢性乙肝102例,肝癌及肝硬化者80例. 以上病例均符合国家200512制定的《慢性乙型肝炎防治指南》的诊断标准,并排除归并其他型别的感染[6-7],部份病例通过肝脏穿刺病理证明,肝癌患者全数经病理证明.方式数据来源乙型病毒性肝炎患者的病毒DNA定量采用适时荧光PCR方式,乙肝5项检测采用酶免疫法,肝功能等检测采用常规生化方式. 数据收集均符合医学伦理学要求.统计方式模型构建利用统计软件,决策树研究共有4种不同算法,本次研究采用卡方自动交互探测(chi squared automaticinteraction detection, CHAID)和分类与回归树(classification and regression tree, CRT)两种算法对各变量进行预测,因为CHAID可以进行多分类结点划分,CRT只能进行二分类结点划分,具有必然代表性. 自变量的重要性依据对应变量反映程度的大小依次排列,结点划分水准定为. 研究变量的赋值情况如表1.表1各研究变量赋值明细表(略)2结果患者资料大体情况搜集的182例乙型肝炎患者中男性118例(%),女性64例(%),年龄12~76(±)岁.决策树模型汇总不同算法下乙型病毒性肝炎和肝硬化及肝癌诊断决策树主要技术指标见表2.表2慢性乙型肝炎与肝硬化及肝癌诊断决策树(略)决策树模型依以上技术指标,用CHAID和CRT两种算法构造树模型图别离见图1,2. 其中CHAID模型的预测变量别离是年龄、胆红素水平和职业等因素,按目标效应响应率从高到低的顺序排列(即出现肝硬化和肝癌的危险性高低),别离为结点6(%),结点5(%),结点7(%),结点4(%)和结点1(%),即在大体条件知足的情况下,年龄大于51岁,职业为农人或个体者,患肝硬化和肝癌的危险性最高. 而CRT模型的预测变量则是胆红素水平和年龄,按目标效应响应率从高到低的顺序排列(即出现硬化及肝癌危险性高低),别离为结点4(%),结点3(%),结点1(%),即当胆红素水平高于,同时年龄大于岁者,患肝炎肝硬化及肝癌危险性最大. 图1慢性乙型肝炎和肝硬化及肝癌的诊断决策树形图(CHAID)(略)图2慢性乙型肝炎和肝硬化及肝癌诊断决策树形图(CRT)(略)决策树模型的分类评价和风险评估用CHAID和CRT两种算法构建的决策树模型,可将不同特征的患者预测为相对应的目标,其正确分类别离达到%和%(表3),说明模型的拟合效果良好. 交互印证的风险评估表明,CHAID和CRT两种模型的风险别离为和,标准误为和,虽在可接受范围内,但前者稍高,有必然风险.表3慢性乙型肝炎与肝硬化及肝癌诊断决策树模型的分类(略)注:括弧内、外别离是CRT和CHAID算法.3讨论乙型肝炎患者极易发展为肝硬化及肝癌,而初期肝硬化和肝癌因临床症状不典型,常常被患者轻忽,直到中晚期才被发现,临床医治十分被动. 本研究试图对常规临床监测数据进行挖掘,以发现隐含的、有预测价值的信息,达到初期预警[8-9].决策树模型构建一般有4种算法,CRT和QUEST算法取得的树结构模型每一个结点有2个分支,称为二叉树. CHAID和EXHAUSTIVE CHAID算法允许结点含有多于2个子结点的树称为多叉树,咱们在两类算法中各取一类,即CHAID和CRT,目的在于借助这一高效的统计手腕,充分利用现有资料,构建树形图为临床服务. 值得注意的是,在两种树模型中,反映肝纤维化的四项指标透明质酸(HA)、层连蛋白(LN)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)和Ⅳ型胶原(ⅣC)均未出现,反映出该四项指标应用价值的局限性,即仅作一次检测很难准确判断肝损程度,在应历时要反复多次检测肝纤四项,动态观察,才能判断和掌握病情. 这对于临床实践有必然指导意义.比较表2和图2,咱们会发现虽然CRT算法中引入模型的变量有10个,但在决策树形图中并未完全显示,这是由于最大树深度是人为设置的,其目的就是不要使“树”长得过于“茂盛”,不然模型的实用性将大大降低. 两个模型中被引入的变量相似,主如果年龄和胆红素等,与临床实际吻和的很好. 对已经构建好的决策树模型进行分类评价,决策树模型的正确预测率高达70%以上,拟合效果很好,而利用交互印证进行风险评估,风险均在可接受范围内. 综上,决策树模型在实际临床应用中具有良好的参考和利用价值.【参考文献】[1]姜宝法. 病毒性肝炎[A]流行病学[M]. 5版. 北京:人民卫生出版社,2003:477.[2]于晓辉,赵连三,张秀辉,等. 慢性乙型肝炎病理与临床诊断的一致性[J]. 胃肠病和肝脏病杂志,2005,14(1):71-73.[3]刘杰,王吉耀,陆晔. 血清纤维化指标对肝纤维化诊断价值的研究[J]. 中华内科杂志,2006,45(6):475-477.[4]张辉,李军,钱宗才,等. 基于数据挖掘技术的骨肿瘤诊断知识的自动获取[J]. 第四军医大学学报,2004,25(7):669-670.[5]张晓东. 数据挖掘技术在肺癌生存期预测中的应用探讨[J]. 中国卫生统计,2006,13(4):324-328.[6]张文宏,翁心华,庄辉. 《慢性乙型肝炎防治指南》专家讨论会记要[J]. 中华肝脏病杂志,2006,14(5):390-392.[7]中华医学会. 病毒性肝炎防治方案[J]. 中华传染病杂志,2001,19(1):56-62.[8]Jonathau BL Bard. Anatomics: the intersection of anatomy and bioinformation[J]. Janat,2005,206(1):1-16.[9]William P. The role of data mining in turning Bio data into Bioinformation[J]. Bioinformation,2007,1(9):351-355.。
决策树在医学领域的应用决策树是一种在医学领域被广泛使用的机器学习算法,它能够通过对患者的特征进行分析和判断,帮助医生做出准确的诊断和治疗决策。
本文将介绍决策树在医学领域的应用,并探讨其优势和局限性。
决策树是一种基于树状结构的分类算法,它通过一系列的判断条件对样本进行分类。
在医学领域,决策树可以用来解决各种问题,例如疾病诊断、药物选择、治疗方案制定等。
决策树可以用于疾病诊断。
医生可以根据患者的症状和体征,构建一个决策树模型,通过一系列的问题来判断患者是否患有某种疾病。
例如,对于呼吸道感染的诊断,医生可以通过询问患者是否有发热、咳嗽等症状,以及听诊患者的肺部是否有异常音等信息来判断患者是否患有呼吸道感染。
决策树还可以用于药物选择。
不同的患者对同一种药物可能有不同的反应,因此医生需要根据患者的个体特征来选择合适的药物。
决策树可以通过分析患者的基因型、年龄、性别等特征,来预测患者对不同药物的反应。
例如,对于心脏病患者的药物选择,医生可以根据患者的年龄、性别、基因型等信息,来预测患者对不同抗凝药物的反应,从而选择最合适的药物。
决策树还可以用于制定治疗方案。
在医学领域,很多疾病的治疗方案是复杂的,需要考虑多个因素。
决策树可以帮助医生根据患者的病情、病史、生理指标等信息,制定个性化的治疗方案。
例如,对于癌症患者的治疗,医生可以根据患者的年龄、病期、肿瘤类型等信息,来决定是否进行手术、放疗、化疗等治疗方式,以及各种治疗方式的先后顺序和剂量。
决策树在医学领域的应用具有一些优势。
首先,决策树的结果易于理解和解释,医生可以清晰地看到每个判断条件对结果的影响。
其次,决策树可以处理多个特征之间的相互作用,能够发现隐藏在数据中的规律。
最后,决策树可以处理缺失数据和噪声,具有较强的鲁棒性。
然而,决策树在医学领域的应用也存在一些局限性。
首先,决策树容易过拟合,特别是在数据量较小或特征较多的情况下。
其次,决策树对输入特征的选择敏感,不同的特征选择可能导致不同的决策树结构和结果。
决策树在医疗诊断中的实际应用决策树是一种常见的机器学习算法,它模拟人类决策过程,并通过一系列规则和条件来帮助做出最终决策。
在医疗领域,决策树被广泛应用于辅助医生进行诊断和治疗决策。
本文将探讨决策树在医疗诊断中的实际应用,并对其优势和局限性进行分析。
一、决策树在疾病诊断中的应用决策树在疾病诊断中的应用是其最常见的用途之一。
通过对患者的临床表现、检查结果和病史等信息进行分析,决策树可以帮助医生判断患者可能患有的疾病类型,并给出相应的治疗建议。
例如,对于心脏病的诊断,决策树可以通过分析患者的胸痛类型、心电图结果、年龄等因素来帮助医生做出诊断。
二、决策树在药物治疗中的应用除了疾病诊断,决策树还可以在药物治疗中发挥作用。
在临床实践中,患者可能同时患有多种疾病,需要同时服用多种药物。
决策树可以帮助医生判断患者的药物相互作用,避免不良反应的发生。
同时,决策树还可以根据患者的病情特点和药物代谢情况,为医生提供个性化的治疗方案。
三、决策树在医疗资源分配中的应用在医疗资源有限的情况下,决策树可以帮助医院和政府部门进行资源合理分配。
通过分析患者的病情和治疗需求,决策树可以帮助医院确定治疗优先级,合理安排手术和检查时间,并优化医疗资源的利用效率。
这对于缓解医疗资源紧张的问题具有重要意义。
四、决策树在医疗风险评估中的应用在手术前后和治疗过程中,医生需要对患者的风险进行评估,以便及时采取相应的措施。
决策树可以通过分析患者的临床资料、手术风险因素和术后并发症的概率,为医生提供科学的风险评估依据,帮助医生做出更加准确的决策。
五、决策树的优势和局限性决策树作为一种机器学习算法,具有许多优势,如易于理解和解释、能够处理多种类型的数据、对缺失值不敏感等。
然而,决策树在医疗诊断中也存在一些局限性,如容易出现过拟合、对噪声数据敏感等。
因此,在实际应用中,医生和研究人员需要结合具体情况,综合考虑决策树的优势和局限性,进行合理的选择和应用。
决策树算法在医疗领域中的应用研究一、引言近年来,医疗领域随着技术的不断升级与进步,数据量的持续增长,机器学习算法也逐渐应用于医疗领域。
在这些算法中,决策树算法具有清晰的可视化、解释性强和易于理解等优点,已经被广泛应用于医疗行业。
本文将探讨决策树算法在医疗领域中的应用和研究。
二、决策树算法决策树是一种分类和回归分析的算法,从根节点开始,根据属性值的不同分成不同的叶子节点,每个叶子节点代表一种分类结果。
它根据数据的特征,不断地将数据分成更小的组,直到每个组只包含一种类别为止。
决策树算法的一般流程如下:(1)选择最佳特征作为节点:通过计算特征的信息增益或信息增益率等指标,选择出最佳特征作为当前的节点。
(2)划分数据集:将数据根据最佳特征分为多个数据子集。
(3)递归建树:对于每个子集,重复步骤(1)和(2),直到所有数据都分完或满足某个停止条件。
(4)剪枝:对决策树进行剪枝,去除一些不重要的节点,防止过拟合。
三、决策树算法在医疗领域中的应用1.疾病诊断决策树算法可用于疾病的诊断,根据不同症状和检查结果,将患者分为不同的疾病类型,从而为医生提供判断依据。
例如,将患者的年龄、性别、血压等作为特征,根据各个特征值的不同,建立决策树模型,预测患者是否有高血压、糖尿病等疾病。
2.药物副作用预测决策树算法可用于预测药物副作用,根据病人的个人信息、基因型等特征,预测病人在使用药物后是否会产生副作用。
例如,将病人的年龄、性别、基因型等特征作为属性,建立决策树模型,预测在使用药物后是否会出现心脏病、肝损伤等副作用。
3.医学影像诊断决策树算法可用于医学影像的诊断,根据医学影像特征,建立决策树模型,判断患者是否患有肿瘤等疾病。
例如,将CT影像的肿瘤形状、大小、密度等特征作为属性,建立决策树模型,预测患者是否患有肺癌、乳腺癌等疾病。
四、总结决策树算法是一种可视化、解释性强、易于理解的机器学习算法,适用于医疗领域的多个应用场景。
决策树在医学领域的应用在医学领域,决策树是一种重要的数据挖掘工具,被广泛应用于疾病诊断、治疗方案选择和预测等方面。
决策树是一种基于逻辑的分类模型,可以根据已有的数据集,通过特定的算法构建出一棵树形结构,用于对未知数据进行分类。
决策树的应用在医学领域具有重要意义。
首先,决策树可以帮助医生对患者进行疾病的诊断。
医生可以根据患者的症状、体征和实验室检查结果等数据,构建决策树模型,通过判断各个特征的重要性,最终得出准确的诊断结果。
决策树模型可以帮助医生提高诊断的准确性和效率,尤其对于一些罕见病和复杂病例的诊断具有重要意义。
决策树还可以用于医疗决策的支持。
医生在制定治疗方案时,通常需要考虑到患者的年龄、性别、病情严重程度等多个因素。
决策树可以帮助医生综合考虑这些因素,并根据已有的治疗经验,选择最合适的治疗方案。
通过决策树模型的支持,医生可以更加科学地制定治疗计划,提高治疗效果,减少不必要的治疗。
决策树还可以用于预测患者的疾病风险。
通过分析大量的病例数据,医生可以构建出预测模型,根据患者的个人特征和病史,预测其患某种疾病的风险。
这对于一些常见疾病的早期筛查和预防具有重要意义。
通过决策树模型的应用,医生可以提前采取针对性的干预措施,减少患者的疾病风险,提高生活质量。
决策树在医学领域的应用虽然具有很大的潜力,但也存在一些挑战和限制。
首先,决策树模型需要大量的训练数据来构建,而在医学领域,获取高质量的数据是一项挑战。
其次,决策树模型容易过拟合,即在训练数据上表现良好,但在新的数据上表现较差。
为了解决这个问题,研究人员提出了一系列的改进算法,如剪枝和随机森林等。
最后,决策树模型的解释性较强,但对于一些复杂的疾病和病例,决策树模型往往无法提供准确的解释。
决策树在医学领域的应用具有重要的意义和广阔的前景。
通过决策树模型的应用,可以帮助医生提高诊断的准确性和效率,优化治疗方案,预测患者的疾病风险。
随着医学技术和数据挖掘算法的不断发展,决策树在医学领域的应用将会越来越广泛,为医疗健康事业的发展带来更多的机遇和挑战。
决策树模型在制定乙型肝炎免疫预防策略中的应用党如波1,2 综述,张顺祥1,张卫东2 审校【摘要】 本文系统综述了决策树模型在乙肝疫苗接种策略定量决策中的应用,包括决策树模型的构建、常用参数确定和评价方法等国内外研究进展,并分析了决策树模型在乙型肝炎免疫预防策略中应用的优越性以及存在的问题,指出了进一步开展这方面研究工作的必要性。
【关键词】 肝炎,乙型,慢性;疫苗;免疫【中图分类号】R183;R512.62 【文献标识码】A 【文章编号】100826013(2008)022*******Applica tion of dec isio n tr ee model in immunopr ophyla xis stra tegy of hepa titis B vaccina tio n DAN G Ru2bo1,2,ZHAN G Shun2xia ng1,ZHANG W ei2dong2. 1.Shenz hen Center for D isease Cont ro l a nd Prevention,Shenzhen 518020,China; 2.Schoo l of Public Health,Zhengz hou U niversity, Zhengzhou 450001,China【A bstract】 This article pres e nts advances regar d ing t he application of decision tree model in t he priority strategy of hepatitis B vaccination.The review includes rece nt revisions in t he construction of decision tree model,t he determination of parameters a nd evaluative approaches.The purpose of t his discussion is to provide in formati on concerning adva ntages a nd disadvantages in the decision2making process in this a pre hension of t he discussion may enhance interest to t he foll owing2up decis ion2ma king dealingwit h the strategy of hepatitis B vaccination in China.【K ey w or ds】 H epatitis B,chronic;Vaccine;Immunity strategy(Chin J Dis Control Prev2008,12(2):1682172) 乙型肝炎(以下简称乙肝)疫苗接种是特异性的乙肝预防方法,其良好的预防效果和显著的社会、经济效益已被大量研究所证明。
运用决策树模型系统分析乙肝疫苗接种策略,优化和评价乙肝疫苗接种方案,已经成为制定乙肝预防控制策略的重要依据,一直受到学术界的重视。
因此,综述这方面的研究工作有助于当前乙肝疫苗最优接种策略的确定,为相关部门提供科学依据。
1 乙肝免疫预防策略中决策树模型的构建决策树法的核心是决策树模型的构建。
Mul2 ley[1]于1982年建立了美国的乙肝免疫预防策略多级决策树模型,对不同特征人群的直接接种、筛检再接种和暴露后接种3种乙肝疫苗接种方案进行了优化。
1984年美国学者Lit tenberg[2]等在Mulley所构建模型的基础上进行改进,进一步明确了优化的【作者单位】1深圳市疾病预防控制中心,广东深圳5180202郑州大学公共卫生学院,河南郑州 450001【作者简介】党如波(8),男,河南焦作人,在读硕士研究生。
主要研究方向流行病与卫生统计学。
【通讯作者】张顺祥,2z x@z,T552 5565乙肝疫苗接种策略。
这是国际上最早将决策树模型应用到乙肝免疫预防策略的研究报道。
在我国,将决策树模型最早应用于乙肝疫苗接种策略定量优化见于张顺祥和庄贵华等的研究[3~8],1989~1992年,他们相继报道了所建立的“中国人群乙肝疫苗接种策略多级决策树”、“中国新生儿乙肝疫苗接种策略决策树”和“中国人群乙肝疫苗接种前筛检试验多级决策树”等模型,系统探讨了我国的乙肝疫苗接种策略问题。
随后,国内的一些学者继续开展有关研究,使决策树模型成为乙肝疫苗应用研究的热点[9~14]。
1.1 乙肝疫苗接种策略多级决策树 张顺祥等[3]建立了“中国乙肝疫苗接种策略多级决策树模型”,所优化的接种策略为“不接种、直接接种和筛检后再接种”,并且将接种对象分类为农村和城市的新生儿、0~4岁、5~9岁、10~14岁、15~19岁、20~29岁、30~39岁和≥40岁等年龄组人群,完成了各人群乙肝疫苗接种策略的费用效益分析。
庄贵华等[7]在此基础上,以费用2效果分析作为指标,将人群按年龄分为新生儿、~3岁、~6岁、~5岁、6~5岁和>5岁等组别,进行了乙肝疫苗接种策略的优化。
由于庄贵华等的研究以质量调整寿命年8190-:E mail:ha ngs s el:0720900471 122(qualit y2adj usted life2year,QAL Y)作为效果的评价指标,在决策分析益损值的计算上不但考虑了死亡,同时也考虑了感染乙肝病毒(Hepat itis B virus, HBV)后的各种转归及其乙肝疫苗接种的副反应等可能的影响,克服了H BV感染结果量化为货币单位时的误差,使决策结果更为合理;另外在使用的参数中引入了易感人群H BV年新感染率指标,使得模型更加符合实际。
胡蓉等[12]应用决策树模型和成本2效果分析的方法对部队人群“不接种、直接接种和筛检后再接种”3种乙肝疫苗接种方案进行了比较,并将部队人群分为5个年龄组:15~19岁,20~29岁,30~39岁,40~49岁和>50岁。
该研究在成本2效果分析时采用了伤残调整寿命年(disability2 adjusted life2year,DAL Y)为指标,将死亡和失能予以综合考虑,发挥了DAL Y指标的优越性。
综上所述,乙肝疫苗接种策略多级决策树是最基础的模型,它的适用人群范围较广,是构建其他特殊人群乙肝疫苗决策树模型的基础。
1.2 新生儿乙肝疫苗接种决策树 新生儿乙肝疫苗接种决策树可以看作是乙肝疫苗接种策略多级决策树中的一个人群分枝,它充分考虑了新生儿可能的接种方案。
徐慧文等[4]曾用决策树模型法对我国新生儿乙肝疫苗接种策略的4种方案进行了优化,即对孕妇进行H BsAg筛查,在对阳性者之新生儿全量接种的同时,阴性者之新生儿或不接种或小量接种,也可对孕妇不进行H BsAg筛查,对所有新生儿小量接种或加量接种。
刘振强等[9]运用决策树模型对济南市新生儿乙肝疫苗免疫预防的接种策略进行了决策分析,3种接种策略为:①筛查母亲HBsAg,阳性新生儿按母婴阻断剂量免疫,母亲H B2 sAg阴性新生儿按常规剂量免疫;②筛查后仅对母亲H BsAg阳性新生儿按母婴阻断剂量免疫,母亲HBsAg阴性新生儿不进行免疫;③不筛查,直接对所有新生儿按常量接种进行免疫。
Vimolket等[15]应用决策树模型法对泰国新生儿不同乙肝疫苗接种策略进行分析,4种策略为:①筛查孕妇HBsAg,阳性之新生儿接种疫苗和乙肝免疫球蛋白(hepat itis B imm une globulin,HB IG),阴性新生儿只接种疫苗;②筛查孕妇HBsAg,阳性者再进行HBeAg筛查, HBeAg阳性新生儿接种疫苗和HB IG,H B sAg阴性或H B sAg阳性但HBeAg阴性新生儿只接种疫苗;③对所有新生儿普及接种;④不接种。
在本研究中使用了增量成本作为分析指标,为政府不同财力情况下最优接种策略的选定提供了依据。
[6]根据孕妇不同BV感染状态所生婴儿有不同感染H BV的概率和感染H BV后的各种转归及概率构建疾病传播模型图对印度新生儿乙肝疫苗普种进行了成本效益分析,该疾病传播模型可为建立新生儿乙肝疫苗接种决策树模型提供重要参考。
1.3 乙肝疫苗接种前筛检试验多级决策树 从决策分析和卫生经济学角度看,如何安排筛检指标及其次序,是乙肝疫苗接种筛检策略要解决的问题。
张顺祥等[6]根据乙肝筛检指标的不同选用和安排,将筛检方案概括成15种,构建了“中国乙型肝炎疫苗接种前筛检策略多级决策树”。
随后刘红梅[10]、方沈应[11]、张巧利[13,14]等也使用同样的方法和模型对不同人群接种乙肝疫苗前筛检策略进行优化。
由此可见,“中国乙肝疫苗接种前筛检试验多级决策树”是较稳定的模型。
值得指出,乙肝疫苗接种前筛检策略的研究仅见于我国的研究,可能是由于欧美等发达国家处于乙肝的低流行区,人群乙肝病毒感染标志(Hepat itis B virus markers,H BVM)阳性率低,所以没有筛检再接种的策略问题。
1.4 感染HBV后各种转归决策树 “人群感染H BV后的各种转归决策树”是按感染H BV后各种可能的结果,将转归用概率分枝表示出来,在每个分枝和节点处分别标注相应转归的概率和益损值。
张顺祥等[3]最早在Mulley G[1]所构建模型的基础上进行改进,建立了适合我国实际的“人群感染H BV 后的各种转归决策树”,庄贵华[8]、胡蓉[12]等均使用了该转归决策树图,其中乙肝转归分类比较详细,但是各转归概率和结点益损值不易获得。
刘振强等[9]使用了张顺祥等在新生儿接种策略研究时采用的HBV感染转归图,将H BV感染分为急性乙肝、慢性乙肝和肝癌,这种简单的分类虽然不能全面概括HBV感染后的实际情况,但转归概率和结果量化比较容易。
另外,Levaux等[17]根据接种疫苗剂量不同保护效果也不同构建决策树模型,与当前青少年实行的乙肝疫苗3剂量接种方法比较,分析乙肝疫苗2剂量接种方法的经济效果;Jakiche[18]等在研究丙肝病毒感染者防制甲肝和乙肝的免疫接种策略时,利用决策树模型法对全部直接接种和筛检后再接种两种策略进行优化;Saab等[19]和K im等[20]分别在研究血液透析病人和艾滋病人乙肝疫苗免疫策略时,也构建了相应的决策树模型对研究人群的免疫策略进行了优选。
上述研究均根据决策树模型构建的基本原理构建了相应研究的决策树模型,并很好的对各研究人群乙肝疫苗接种策略进行了优化。
因此,灵活运用决策树模型构建的基本原理,结合实际研8Prakash1H究人群或接种策略构建相应实用性强的决策树模型,将会使得决策树模型在制定乙型肝炎免疫预防策略中的应用更加广泛。