BP神经网络在Ⅰ型糖尿病骨代谢异常中的应用

发布时间：2021-04-28 18:48

　　随着生活水平的提高,1型糖尿病的患病率逐年增高,1型糖尿病患者体内长期的高血糖,引起骨代谢紊乱,从而引发1型糖尿病性骨质疏松症,骨质疏松症导致人的骨质及骨量降低,使得糖尿病患者骨折,甚至致残致死。根据骨再造理论,骨具有功能适应性,受到力学环境和内部环境的调控。内部环境与骨代谢生化指标相关,力学环境与力学激励相关,许多学者对这两方面做了大量的研究,但将两者结合起来的定量性研究比较少,本文主要是构建力学指标与生化指标之间的数学关系,通过生化指标的变化预测骨密度的变化,提前预防疾病,并辅助糖尿病骨质疏松症患者的治疗。本文主要以骨再造理论和神经网络理论为基础,依据糖尿病治病机理,提出17个与1型糖尿病骨代谢相关的生化指标,并通过1型糖尿病SD（Sprague Dawley）大鼠实验数据,建立糖尿病患病组和正常组的17个生化指标浓度变化图,并将对应的糖尿病患病组与正常组的生化指标作差,记录差值。根据骨再造理论,在正常SD大鼠右侧股骨选取三种不同的骨小梁有限元模型,并将不同的材料属性赋值到三种骨小梁模型中,计算出不同模型的初始表观骨密度,与正常SD大鼠的骨密度对比,选取合适的骨小梁有限元模型。在有... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 本文研究目的及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 糖尿病对骨代谢影响的研究现状
        1.3.2 神经网络用于糖尿病的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 理论基础
    2.1 1 型糖尿病机理
        2.1.1 骨转换:成骨细胞和破骨细胞活动
        2.1.2 高血糖的作用
        2.1.3 低胰岛素血症和IGF-1 缺失的作用
        2.1.4 维生素D的缺乏
    2.2 骨再造理论
    2.3 BP神经网络原理
        2.3.1 BP神经网络算法
    2.4 本章小结
第3章 骨再造方程与生化指标关系的建立
    3.1 1 型糖尿病SD大鼠实验数据处理
    3.2 SD大鼠右侧股骨骨小梁模型建立
        3.2.1 骨小梁有限元模型
        3.2.2 骨小梁模型加载方式
    3.3 骨再造阈值的计算与修正
        3.3.2 初始骨再造阈值的计算
        3.3.3 骨再造阈值的修正
    3.4 本章小结
第4章 BP神经网络模型建立
    4.1 BP神经网络数据处理
        4.1.1 训练数据确定
        4.1.2 训练数据归一化
    4.2 BP神经网络隐含层神经元数目选取
    4.3 BP神经网络训练参数选取
    4.4 BP神经网络训练
        4.4.1 简单交叉验证
        4.4.2 K折交叉验证
        4.4.3 不同交叉验证方法的评估
    4.5 本章小结
第5章 BP神经网络的有限元模型验证
    5.1 验证数据及模型的确定
        5.1.1 验证数据的选取
        5.1.2 模型的选取
    5.2 模型的验证
        5.2.1 BP神经网络模型验证
        5.2.2 线性回归模型与神经网络模型对比
        5.2.3 有限元模型验证
        5.2.4 骨再造阈值K与生化指标关系确定
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进神经网络的糖尿病生化指标值预测[J]. 陈德华,洪灵涛,潘乔.  微型机与应用. 2017(05)
[2]1型糖尿病模型大鼠股骨骨代谢紊乱及唑来膦酸的影响[J]. 曹鲁宁,崔敏,于灵芝,张娜,赵旭.  中国组织工程研究. 2015(40)
[3]交感神经系统-肾上腺素能受体对骨改建的调节作用[J]. 周正,赵长铭,焦凯,王美青.  国际口腔医学杂志. 2015(03)
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[5]2型糖尿病患病因素对血糖影响的定量分析[J]. 陈松景,罗森林,潘丽敏,张铁梅,韩龙飞,赵海秀.  北京理工大学学报. 2014(02)
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博士论文
[1]老龄相关骨退化对骨宏微观力学性能影响的数值仿真研究[D]. 范若寻.吉林大学 2016
[2]股骨近端结构形态对其强度影响的生物力学数值仿真研究[D]. 吕林蔚.吉林大学 2014

硕士论文
[1]不同属性建模方法对股骨近端有限元分析影响的研究[D]. 谢亮文.福建医科大学 2015
[2]骨代谢生化指标及其对骨再造阈值的影响[D]. 王燕.哈尔滨工业大学 2013
[3]胰岛素型糖尿病骨骼力学特性变化的数值分析[D]. 杨兆新.哈尔滨工业大学 2012
[4]胰岛素与Ⅰ型糖尿病骨骼力学特性定量关系研究[D]. 刘文记.哈尔滨工业大学 2012



本文编号：3165986