对不同患者在过去24小时内的心率、呼吸率、平均动脉压以及血氧饱和度四项生命体征时序数据进行建模分析,预测患者在未来死亡风险 (死亡为1/存活为0),数据由csv文件读取,包含一定数据缺失,其中标签包含了不同患者id号,心率、呼吸率、平均动脉压以及血氧饱和度四项生命体int输入和时间序列输入。不要使用keras库。请给出预测是否存活的多标签时序二分类的代码。
时间: 2024-01-21 20:19:37 浏览: 91
以下是使用PyTorch框架的代码实现:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import numpy as np
import pandas as pd
# 读取数据
data = pd.read_csv("data.csv")
# 数据预处理
# 将缺失值填充为0
data = data.fillna(0)
# 划分训练集和测试集
train_ratio = 0.8
train_size = int(len(data) * train_ratio)
train_data = data[:train_size]
test_data = data[train_size:]
# 数据转换为tensor
train_x = torch.from_numpy(train_data.iloc[:, 2:].values).float()
train_t = torch.from_numpy(train_data.iloc[:, 1].values).long()
test_x = torch.from_numpy(test_data.iloc[:, 2:].values).float()
test_t = torch.from_numpy(test_data.iloc[:, 1].values).long()
# 定义模型
class TimeSeriesModel(nn.Module):
def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim):
super(TimeSeriesModel, self).__init__()
self.hidden_dim = hidden_dim
self.lstm = nn.LSTM(input_dim, hidden_dim, batch_first=True)
self.fc = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)
def forward(self, x):
h0 = torch.zeros(1, x.size(0), self.hidden_dim).requires_grad_()
c0 = torch.zeros(1, x.size(0), self.hidden_dim).requires_grad_()
out, (hn, cn) = self.lstm(x, (h0.detach(), c0.detach()))
out = self.fc(out[:, -1, :])
return out
# 定义模型参数
input_dim = 4 # 输入维度
hidden_dim = 32 # 隐藏层维度
output_dim = 2 # 输出维度
# 初始化模型
model = TimeSeriesModel(input_dim, hidden_dim, output_dim)
# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
# 训练模型
num_epochs = 100
for epoch in range(num_epochs):
# 前向传播
outputs = model(train_x)
loss = criterion(outputs, train_t)
# 反向传播和优化
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
# 打印训练过程
if (epoch+1) % 10 == 0:
print("Epoch [{}/{}], Loss: {:.4f}".format(epoch+1, num_epochs, loss.item()))
# 测试模型
with torch.no_grad():
# 计算训练集的准确率
train_outputs = model(train_x)
_, train_predicted = torch.max(train_outputs.data, 1)
train_accuracy = torch.sum(train_predicted == train_t) / train_t.size(0)
print("Train Accuracy: {:.2f}%".format(train_accuracy.item() * 100))
# 计算测试集的准确率
test_outputs = model(test_x)
_, test_predicted = torch.max(test_outputs.data, 1)
test_accuracy = torch.sum(test_predicted == test_t) / test_t.size(0)
print("Test Accuracy: {:.2f}%".format(test_accuracy.item() * 100))
```
说明:
1. 首先读取csv文件,并进行数据预处理,将缺失值填充为0。然后按照80%训练集和20%测试集的比例划分数据。
2. 模型采用LSTM神经网络,输入维度为4(心率、呼吸率、平均动脉压以及血氧饱和度四项生命体征),隐藏层维度为32,输出维度为2(死亡为1/存活为0)。
3. 训练模型采用交叉熵损失函数和Adam优化器,迭代100次。
4. 测试模型时,分别计算训练集和测试集的准确率。
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