基于MATLAB的肝病风险评估与分期分析系统设计与实现

摘要:本文设计并实现了一种基于 MATLAB 的肝病风险评估与分期分析系统,选取胆红素、丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶和白蛋白 4 项生物标志物作为核心指标,通过归一化与加权评分方法构建肝病风险指数,并实现正常、轻度、中度和重度 4 个等级的分期判定

项目简介

本项目是一个基于 MATLAB 的肝病风险评估与分期分析系统,可实现患者数据读取、风险评分计算、结果可视化及图形界面交互。

系统概述

针对肝病风险评估过程中指标信息分散、结果表达不够直观以及实验验证不够系统的问题,本文设计并实现了一种基于 MATLAB 的肝病风险评估与分期分析系统。系统选取胆红素、丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶和白蛋白 4 项生物标志物作为核心指标,通过归一化处理和加权评分方法构建肝病风险指数,并依据阈值实现正常、轻度、中度和重度 4 个等级的分期判定。

在系统实现方面,本文完成了患者数据读取、数据有效性校验、风险评分计算、结果可视化、CSV 文件导出以及图形界面交互等功能。同时,为增强系统的研究价值,进一步加入了 MELD 类评分对比、敏感性分析和单因素方差分析, 使系统不仅具备基础评估能力,还能够从模型差异、参数变化和统计显著性等角度对结果进行分析。

实验结果表明,该系统能够实现批量患者数据处理与风险分期分析,不同分期在胆红素、ALT、AST 和白蛋白指标上具有明显差异,且 统计检验结果达到显著水平。敏感性分析显示,白蛋白权重变化对分期结果的影响相对更明显。研究结果说明,该系统具有实现简单、 结果直观和扩展性较好的特点,可作为肝病风险评估的教学与科研原型,但其结论仍需结合真实临床数据进一步验证。

系统架构

本系统采用分层模块化架构设计,整体由数据层、算法层、分析层和交互层构成。数据层负责读取 data 目录下的患者 CSV 数据并完成有效性校验;算法层负责对胆红素、ALT、AST 和白蛋白等指标进行归一化处理、加权评分计算及风险分期判定;分析层负 责完成模型对比、敏感性分析、统计检验和结果可视化,并将分析结果输出到 results 目录;交互层则通过 MATLAB 图形界面实现数据导入、权重调整、结果展示和导出功能。各模块之间职责清晰、耦合度较低,便于后续维护与功能扩展。

快速开始

打开 MATLAB 后先切换到项目根目录并加入 src 路径,然后运行 run('src/bpss.m') 可执行命令行版完整分析,运行 run('src/LiverRiskGUI.m') 可打开图形界面版系统;其中输入数据默认位于 data/patient_data.csv,分析结果会自动输出到 results 文件夹。

环境要求

MATLAB R2020b 及以上版本,能够正常运行脚本、表格处理、基础绘图和图形界面功能,项目运行前需将工作目录切换到/liver-disease-progression-main,并添加 src 路径

结果展示

运行 bpss.m

图1 综合分析图

图2 模型对比图

图3 敏感性分析热力图

图4 敏感性分析响应曲线

图5 统计检验图

运行 LiverRiskGUI.m

图6 肝病风险评估系统图形界面

结果点评

本项目完成了肝病风险评估系统的设计与实现,能够实现患者数据读取、数据校验、风险评分计算、疾病分期判定、结果可视化、图形 界面交互以及结果导出等功能,整体流程完整,具有较好的实用性和展示性。实验结果表明,系统能够对样例患者数据进行稳定处理, 并较清晰地区分正常、轻度、中度和重度 4 个等级,不同分期在胆红素、ALT、AST 和白蛋白等指标上呈现出明显差异,说明模型在当前数据集上具备一定的区分能力。同时,敏感性分析和 MELD 类模型对比表明,该系统在参数变化下具有一定稳定性,也体现出与传统评分方法不同的评价特点。总体来看,本项目达到了本科毕业 设计对系统实现、功能完整性和结果分析性的基本要求,但由于所用数据规模有限、权重和阈值仍属于规则设定,研究结论仍需结合更 多真实临床数据进一步验证。

项目资源

包括完整的项目源代码、演示视频、运行截图,开箱即用。

关于项目

作者信息

作者:Bob (张家梁)

原创声明:本项目为原创作品

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