[发明专利]基于因果推断的竞争风险生存分析方法

权利要求书

1.一种基于因果推断的竞争风险生存分析方法，其特征在于，包含：

根据竞争风险生存分析模型搭建结构化因果模型；

根据所述结构化因果模型识别所述竞争风险生存分析模型中存在的混淆因子以及所述混淆因子产生的后门路径；

通过后门调整对所述竞争风险生存分析模型进行因果干预以去除模型中的混淆因子；

定义所述竞争风险生存分析模型的损失函数，并对其进行修正得到因果干预后的损失函数；

对因果干预后的损失函数进行最小化以实现对所述竞争风险生存分析模型的训练优化。

2.根据权利要求1所述的基于因果推断的竞争风险生存分析方法，其特征在于，

搭建所述结构化因果模型的具体方法为：

将协变量X、竞争风险R、潜在表征C、发生事件Y和发生时间T作为节点，通过带有箭头的线段连接上述节点，其中，箭头的方向表示节点间的因果关系。

3.根据权利要求2所述的基于因果推断的竞争风险生存分析方法，其特征在于，

在所述结构化因果模型中：

X→C表征学习过程；

X→Y←C表示生存分析过程；

X→R←Y表示后门路径；

R→X表示竞争风险R导致相应对象的协变量X发生变化；

R→Y表示最终发生的事件来自竞争风险R。

4.根据权利要求3所述的基于因果推断的竞争风险生存分析方法，其特征在于，

所述混淆因子为竞争风险R，竞争风险R为竞争事件的集合其表示研究对象i的一组竞争风险，每个表示对象i的一个竞争风险。

5.根据权利要求4所述的基于因果推断的竞争风险生存分析方法，其特征在于，

所述通过后门调整对所述竞争风险生存分析模型进行因果干预以去除模型中的混淆因子的具体方法为：

使用因果干预P(Y|do(X))消除混淆因子R对发生事件Y的影响，其中do(X)表示对协变量X进行干预，消除混淆因子R到协变量X的因果边，消除了混淆因子R到协变量X和发生事件Y的后门路径。

6.根据权利要求5所述的基于因果推断的竞争风险生存分析方法，其特征在于，

通过采用后门调整公式计算P(Y|do(X))，以消除竞争风险生存分析模型中的混淆因子R的影响，

其中，P(Y_i|X_i,r)是发生事件Y的发生概率，在具有协变量X_i和事件r的条件下，P(r)表示r在样本数据集中的先验分布。

7.根据权利要求6所述的基于因果推断的竞争风险生存分析方法，其特征在于，

进行因果干预后，设计得到所述竞争风险生存分析模型的基于因果干预的特定原因子网络，基于因果干预的特定原因子网络包含K个由全连接层组成的前馈网络,每个前馈网络通过一个softmax层输出：即事件y_i在时间t₁.t₂,...,t_max上发生的概率分布，P(y_i,T＝t|do(X_i))可以计算为：

在时间τ^*定义事件y_i的因果干预后的累积发生率函数定义为：

其中，t^*表示对象所有纵向观察数据中的最后一次测量时间，表示发生删失。

8.根据权利要求7所述的基于因果推断的竞争风险生存分析方法，其特征在于，

其中I(·)是指示函数。