当前位置:主页 > 医学论文 > 生物医学论文 >

基于人工神经网络的肾小球滤过率估算研究

发布时间:2018-04-05 12:22

  本文选题:肾小球滤过率 切入点:慢性肾脏病 出处:《华南理工大学》2012年硕士论文


【摘要】:慢性肾脏病(CKD)是一类严重影响人类健康的疾病。临床上广泛采用肾小球滤过率(GFR)来评价肾功能及作为辅助诊断的依据。目前基于99mTc-DTPA的同位素成像方法准确性高,被认为是GFR检测的金标准,但需要昂贵的配套设备,限制了其临床推广。为了寻找一种方便、快捷、价廉、在普通医院也能实施的GFR检测方法,有美国学者提出GFR估算经验方程,并在美国得到临床推广。但该方程移植到中国人群的适用性差,远远达不到临床要求,而国内相关研究进展缓慢。本文是与中山大学附属第三医院肾内科合作,在前期大量随访数据和相关研究的基础上,采用了人工神经网络方法建立GFR估算模型。 本研究积累了共1180例样本,分为训练集、内部验证集和外部验证集。所有数据经过预处理后,分别采用BP神经网络、GRNN、Legendre神经网络、多项式神经网络建立模型,并对BP神经网络采用了常见的遗传优化算法,尝试采用S函数将Legendre神经网络由单输入变量推广至多输入变量,提出了多项式神经网络幂次组合的自适应确定方法。同时还采用MIV方法基于遗传算法优化的BP网络进行输入变量的筛选,以提高模型性能。 各模型的性能主要从准确性和一致性两个方面来进行评估,其中准确性用偏差、偏差百分数、符合率等指标来反映,而一致性由Bland-Altman图来体现,并且通过相应的统计学检验方法来检验各指标之间的差异是否具有统计学意义。通过各神经网络模型和经验方程的性能比较,最终选用6输入变量的遗传算法优化BP神经网络模型作为较优模型,并设计了相应的可视化界面以实现模型展示。 本文提出的模型,其性能优于临床常用的经验方程,,可进行临床推广以实现进一步的验证和修正。同时人工神经网络的性能均要优于经验方程,这一结果表明以人工神经网络为代表的机器学习方法在生物医学数据处理方面,相对于经典的统计学方法而言具有无可比拟的优势。
[Abstract]:Chronic kidney disease (CKD) is a kind of disease which seriously affects human health.Glomerular filtration rate (GFR) is widely used to evaluate renal function and serve as a basis for auxiliary diagnosis.At present, the isotope imaging method based on 99mTc-DTPA has high accuracy and is considered to be the gold standard of GFR detection, but it needs expensive matching equipment, which limits its clinical popularization.In order to find a convenient, fast and inexpensive method for GFR detection in general hospitals, some American scholars put forward the empirical equation of GFR estimation, and it has been popularized in the United States.However, the applicability of the equation to Chinese population is poor, which is far from the clinical requirement, and the domestic research progress is slow.In this paper, in cooperation with the Department of Renal Medicine of the third affiliated Hospital of Sun Yat-sen University, on the basis of a large number of follow-up data and related studies, an artificial neural network method is used to establish the GFR estimation model.A total of 1180 samples were collected in this study, which were divided into training set, internal verification set and external verification set.After all the data are preprocessed, BP neural network (GRN) and polynomial neural network are used to establish the model, and the common genetic optimization algorithm is used for BP neural network.This paper attempts to generalize Legendre neural network from single input variable to input variable by S function, and presents an adaptive method for power combination of polynomial neural network.At the same time, MIV method is used to select input variables based on BP neural network optimized by genetic algorithm to improve the performance of the model.The performance of each model is mainly evaluated from two aspects of accuracy and consistency, in which the accuracy is reflected by deviation, deviation percentage, coincidence rate, and the consistency is reflected by Bland-Altman diagram.And through the corresponding statistical test methods to test whether the differences between the indicators have statistical significance.By comparing the performance of each neural network model and the empirical equation, the genetic algorithm with 6 input variables is selected to optimize the BP neural network model as the better model, and the corresponding visual interface is designed to realize the model display.The model proposed in this paper is superior to the commonly used empirical equations and can be popularized for further validation and correction.
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R318.0

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 梁宏;黄永炎;卢泽勤;;人工神经网络预测程序的设计[J];华夏医学;1993年04期

2 张彤,唐庆玉,杨福生;人工神经网络在脑电分析中的应用[J];国外医学.生物医学工程分册;1994年05期

3 宗东升;董鸿晔;;浅析数据挖掘及其在药物分析中的应用[J];实用药物与临床;2006年01期

4 尹耀慧;金益强;易振佳;;人工神经网络在中医药现代化研究中的应用[J];中医药导报;2006年09期

5 段芳;徐亮;黄新;;人工神经网络在医学中的应用[J];九江医学;2008年02期

6 刘朝晖;李明亚;黄榕波;;人工神经网络在药动学中的应用[J];中国医院药学杂志;2008年18期

7 赵汉青;;基于人工神经网络的冠心病鉴别诊断方[J];中外医疗;2011年12期

8 李坤成,邓小元,刘树良;人工神经网络在MRI脑结构测量诊断Alzheimer病的进一步应用研究[J];中国医学影像技术;2000年12期

9 沈波;郑能雄;刘宝英;;人工神经网络及其在公共卫生领域的应用[J];海峡预防医学杂志;2009年05期

10 陈华忠;谢忠好;曾碧新;;人工神经网络在类风湿关节炎诊断中的应用[J];数理医药学杂志;2010年02期

相关会议论文 前10条

1 冯玉强;黄梯云;;基于人工神经网络的人口发展模型的自动选择[A];管理科学与系统科学进展——全国青年管理科学与系统科学论文集(第3卷)[C];1995年

2 赵卿;曹晓岚;;人工神经网络及其在医学中的应用[A];第五次全国中西医结合神经科学术会议论文集[C];2004年

3 田国富;张国忠;张幼君;;人工神经网络在齿轮设计中的应用[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年

4 汪学清;单仁亮;;人工神经网络在爆破块度预测中的应用研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年

5 应义斌;景寒松;赵匀;;人工神经网络在黄花梨果形识别中的应用[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年

6 周保生;朱维申;;巷道围岩移近量的人工神经网络预测[A];第一届海峡两岸隧道与地下工程学术与技术研讨会论文集(下册)[C];1999年

7 闵惜琳;;信息系统中基于神经网络的统计需求分析[A];西部开发与系统工程——中国系统工程学会第12届年会论文集[C];2002年

8 赵金鑫;许宝杰;;基于改进的BP网络的矿用风机故障诊断方法的研究[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年

9 刘永清;刘泉宝;蔡广基;;最大存贮容量的前馈神经网络拓扑结构的研究[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(上册)[C];1995年

10 赵林度;陈斐松;陈天滋;;基于BP算法的图象数据压缩的研究[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

相关重要报纸文章 前10条

1 胡性慧 王唯赫 杨腾;人工神经网络拓宽版权贸易路径[N];中国知识产权报;2010年

2 张东方;沙明;杨松松;人工神经网络在中药领域中的应用[N];中国医药报;2003年

3 本报记者 靖九江 采写;人工神经网络在临床上的应用[N];中国医药报;2005年

4 苑希民(中国水利水电科学研究院决策支持技术研究室 主任) 李彦彬 徐建新(华北水利水电学院) 李鸿雁(北京理工大学管理与经济学院) 苑韶峰 吕军(浙江大学环境与资源学院);人工神经网络 灵感源于大脑[N];中国水利报;2005年

5 记者 周前进;人工神经网络可筛查糖尿病[N];健康报;2000年

6 徐会川;延伸人类智力——人工神经网络[N];电脑报;2003年

7 葛一鸣 路边文;人工神经网络将大显身手[N];中国纺织报;2003年

8 本报记者 范毅波 张旭军;带上望远镜上路[N];网络世界;2005年

9 记者靖九江;发动e引擎 推动健康事业发展[N];中国医药报;2005年

10 刘友存;热轧带钢力学性能在线预测系统简介[N];中国冶金报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 吴建发;优选压裂井方法研究[D];西南石油学院;2005年

2 李军红;冷轧带肋钢筋工艺的现代优化方法及质量控制[D];南昌大学;2006年

3 Han Qiang;[D];山东大学;2005年

4 申金山;基于人工神经网络的化学发光法及光度法在多组分同时测定中的应用研究[D];四川大学;2005年

5 张治国;人工神经网络及其在地学中的应用研究[D];吉林大学;2006年

6 王海瑞;密闭式城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程控制策略研究[D];昆明理工大学;2007年

7 刘传文;仿生优化算法在数字图像处理中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年

8 刘永阔;核动力装置故障诊断智能技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

9 蒲秀娟;胎儿心电信号提取研究[D];重庆大学;2009年

10 O-炜;基于人工神经网络的混合智能系统研究及应用[D];哈尔滨工程大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 李宁山;基于人工神经网络的肾小球滤过率估算研究[D];华南理工大学;2012年

2 刘永福;人工神经网络在上海股市趋势预测中的应用——与时间序列预测对比分析[D];东北财经大学;2003年

3 盛本云;人工神经网络在变电站综合自动化系统优化中的应用[D];南京理工大学;2003年

4 薛新华;人工神经网络在地基土液化判别中的作用[D];中国海洋大学;2004年

5 董添文;CO_2气体保护焊干扰因素计算机识别系统的研究与设计[D];内蒙古工业大学;2005年

6 金洪星;脑电图自动检测技术的研究和应用[D];南京工业大学;2005年

7 徐学明;基于人工神经网络的车辆跟驰模型研究[D];北京工业大学;2006年

8 黄智;四川工业经济预警方法、模型与信息系统研究[D];四川大学;2006年

9 黄雪燕;人工神经网络在GDP预测中的应用研究[D];吉林大学;2007年

10 孙立春;早期推定粉煤灰混凝土强度试验研究[D];西安建筑科技大学;2007年



本文编号:1714741

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/1714741.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户1a136***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com