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2025-12-27 14:36:56 +08:00

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### 🚀 进入问题 2分组与时点优化 (Problem 2: Grouping & Timing Optimization)

**题目回顾**

对男胎孕妇的 BMI 进行合理分组,给出每组的 BMI 区间和最佳 NIPT 时点,使得孕妇可能的潜在风险最小,并分析检测误差对结果的影响。

**核心难点**

1. **“合理分组”**:不是拍脑袋定区间,而是基于数据分布特征。

2. **“潜在风险最小”**:这是一个多目标优化问题(漏检风险 vs 延误风险)。

3. **“检测误差”**:需要引入概率模型。

#### 1. 数学模型构建 (Mathematical Formulation)

**A. 风险函数定义 (Risk Function)**

对于某个孕妇 $i$,假设其 BMI 为 $B$,选择在孕周 t 进行检测。

总风险 R(t|B) 由两部分组成:

1. **漏检风险 (False Negative Risk, R\_{FN})**

  * 定义:检测时浓度 Y(t) < 4\\% 的概率。

  * 模型:利用 GPR 或 分位数回归预测 $P(Y < 0.04 | B, t)$。

  * 惩罚系数:\\alpha (漏检后果严重,系数较大)。

2. **延误风险 (Delay Risk, R\_{Delay})**

  * 定义:检测时间 t 越晚风险越大题目指出12周内低风险13-27周高风险28周后极高风险

  * 模型:分段函数或指数函数 $f(t)$。

  * 惩罚系数:$\beta$。

\\min\_{t} J(t) = \\alpha \\cdot P(Y(t) < 0.04 | B) + \\beta \\cdot \\text{Cost}(t)

**B. 分组策略 (Grouping Strategy)**

我们不再使用固定的 \[20, 28),而是寻找 **“断点 (Cut-off Points)”**。

* **思路**:计算每个 BMI 值对应的“理论最佳检测时间 $t^*(B)$”。

* **聚类**:对 t^\*(B) 进行一维聚类(如 Jenks Natural Breaks 或 K-Meanst^\* 相近的 BMI 归为一组。

#### 2. 代码执行计划 (Execution Plan)

我将编写代码完成以下步骤:

1. **训练概率预测模型**:使用 **分位数回归 (Quantile Regression, GBM)** 或 **GPR** 来预测不同 BMI 和 孕周下的 Y 浓度分布(特别是 5% 分位数,即下限)。

  * *理由*:我们要保证 95% 的概率浓度达标,所以看下限比看均值更重要。

2. **定义风险成本函数**

  * Cost(t):

  * t \\le 12: Cost = 1

  * 12 < t \\le 27: Cost = 10

  * t > 27: Cost = 100

3. **遍历寻优**

  * 对于 BMI 范围 $[18, 40]$,步长 1。

  * 对于孕周 $t \in [10, 25]$。

  * 找到使总风险最小的 $t^*$。

4. **分组**:根据 t^\* 的变化趋势确定 BMI 分组边界。

**请确认是否同意使用“分位数回归”来处理“检测误差/达标概率”?这是处理“风险”最标准的做法。**

(如果不反对,我将直接开始建模计算)