matlab使用样条插值重采样估计INR数据研究

易患血液凝固的人用华法林治疗,血液稀释剂。国际标准化比率(INR)衡量药物的效果。较大剂量会增加INR,较小剂量会降低INR。

由Kaizong Ye,Coin Ge撰写

患者由护士定期监测,当他们的INR超出目标范围时,他们的剂量和测试频率会发生变化

该文件INR.mat包含在五年内对患者进行的INR测量。该文件包括一个datetime数组,其中包含每次测量的日期和时间,以及一个带有相应INR读数的矢量。加载数据。 

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重采样主要是分为上采样和下采样,在进行采样的过程中,需要注意采样的倍率的问题,并不是可以随意的改变采样率的大小的,根据采样定理:在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率大于信号中最高频率的2倍时,采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号是最高频率的5~10倍。采样定理又称奈奎斯特定理。


采样频率: 采样频率,也称为采样速度或者采样率,定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样频率的倒数是采样周期或者叫作采样时间,它是采样之间的时间间隔。通俗的讲采样频率是指计算机每秒钟采集多少个信号样本。 
例子:通常情况下,对于电话来说,采样率为8000Hz,也就是说在进行采样的时候,是1秒钟采样8000次,即1/8000秒采样一次。

 
上采样: 在进行采样的过程中,通常是分为上采样和下采样的,而区分的依据是重新采样的时候新采样率和原采样率的大小的比较,如果是大于原信号就成为是上采样,如果是小于原信号就称为下采样。而上采样的实质也就是内插或插值。 


下采样: 新的采样率的大小小于原采样率的大小。 


方法: 重采样的时候,主要是有最邻近法、双线性内插法以及三次卷积内插法这三种。 在卷积网络中还有反卷积,亚像素卷积等。


 
plot(Date,INR,'o','DatetimeTickFormat','MM/dd/yy')
 
plot([xlim;xlim]',[2 3;2 3],'k:')


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重新采样数据以使INR读数均匀分布。 使用resample当时在以后每星期五估计病人的INR。指定每周一次读数的采样率,或等效地,每秒读数1 / (7 × 8 6 4 0 0 )。使用样条插值进行重采样。

 
plot(tee,rum,'.-','DatetimeTickFormat','MM/dd/yy')

title('INR')
xlim([Date(1) Date(end)])
hold off


每次INR读数确定何时必须对患者进行测试。使用diff构建测量之间的时间间隔的向量。以周为单位表示间隔,并使用与以前相同的x轴绘制它们。 

 
plot(Date,diff(datenum([Date;nxt]))/7,'o-', ...
    'DatetimeTickFormat','MM/dd/yy')

title('Time Until Next Reading')
xlim([Date(1) Date(end)])
ylabel('Weeks')

当INR超出范围时,INR读数之间的时间仍然很短。当INR过低时,患者会更频繁地获得读数,因为血栓形成的风险会升高。当患者的INR在范围内时,读数之间的时间稳定增加,直到比率变得太小或太大。

重采样的大幅波动可能是过冲的迹象。然而,华法林对身体有很大的影响。华法林剂量的微小变化可以大大改变INR,饮食,飞机上花费的时间或其他因素也会发生变化。此外,当比例非常低时(如2010年末,波动最大),华法林通过紧急注射依诺肝素来补充,其效果甚至更大。


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关于作者

Kaizong Ye拓端研究室(TRL)的研究员。

本文借鉴了作者最近为《R语言数据分析挖掘必知必会 》课堂做的准备。

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