基于主成分分析和反向传播神经网络的肝癌细胞后向散射显微光谱判别

发布时间：2019-07-28 18:35

【摘要】：为了实现血液中肝癌细胞的自动识别,本文基于主成分分析(PCA)和反向传播(BP)神经网络算法对三种细胞(小鼠的白细胞、红细胞和人体肝癌细胞Hep G2)进行了识别研究。利用光纤共聚焦后向散射(FCBS)光谱仪获取光谱数据后进行PCA,选取前两个主成分作为光谱的特征,建立一个具有2个输入层节点、11个隐层节点、3个输出节点的神经网络模式识别模型。选取195例对象数据训练该模型,随机抽取150组数据作为训练集,45组数据作为测试集,验证模型给出的细胞是否识别准确。结果显示三种细胞的整体识别准确率在90%以上,平均相对偏差只有4.36%。实验结果预示采用PCA+BP算法能够从红细胞和白细胞中自动识别肝癌细胞,这将为研究肝癌的转移与肝癌的生物代谢特性提供有利的工具。
[Abstract]:In order to realize the automatic recognition of liver cancer cells in blood, the recognition of three kinds of cells (white blood cells of mice, red blood cells and human liver cancer cell line Hep G2) was studied based on principal component analysis (PCA) and back propagation (BP) neural network algorithm. After the spectral data are obtained by optical fiber confocal backward scattering (FCBS) spectrometer, the first two principal components are selected as the spectral features, and a neural network pattern recognition model with 2 input layer nodes, 11 hidden layer nodes and 3 output nodes is established. 195 cases of object data were selected to train the model, 150 groups of data were randomly selected as training set and 45 groups of data as test set to verify whether the cells given by the model were identified accurately. The results showed that the overall recognition accuracy of the three cells was more than 90%, and the average relative deviation was only 4.36%. The experimental results indicate that PCA BP algorithm can automatically identify HCC cells from red blood cells and leukocytes, which will provide a favorable tool for studying the metastasis of HCC and the biological metabolic characteristics of HCC.
【作者单位】：上海理工大学医疗器械与食品学院生物医学光学研究所;上海交通大学生物医学工程学院Med-X研究院;
【基金】：教育部博士点基金(20123120120012)
【分类号】：R735.7

【参考文献】

相关期刊论文前10条

1 刘孝颂;魏东东;;基于BP神经网络算法的LTE客户感知评价探讨[J];互联网天地;2015年10期

2 黄笛;项楠;唐文来;张鑫杰;倪中华;;基于微流控技术的循环肿瘤细胞分选研究[J];化学进展;2015年07期

3 沈玮博;谭宏涛;姜洪池;;肝细胞癌抗血管治疗:现状及新视野[J];中国医刊;2015年05期

4 王成;白丽红;文苗;张通;;基于BP神经网络的细胞显微光谱自动分类[J];生命科学仪器;2014年06期

5 刘俊;;BP神经网络在多维非线性函数拟合中的应用[J];商洛学院学报;2014年06期

6 马清;陈水平;陈建魁;;肝癌患者循环肿瘤细胞的检测及其临床应用研究进展[J];标记免疫分析与临床;2014年05期

7 李志文;蔡先发;韦佳;周怡;;基于PCA和LDA方法的肿瘤基因表达谱数据分类[J];北京生物医学工程;2014年01期

8 刘炳胜;王雪青;林丽;;基于PCA-BP神经网络组合的中国建筑业竞争力预测[J];北京理工大学学报(社会科学版);2010年06期

9 王成;方宝英;蔡文杰;徐安成;陈芸;李延;魏勋斌;;单细胞水平的光纤共焦后向散射显微光谱[J];中国激光;2009年10期

10 陈先来;肖晓旦;杨荣;刘建平;;基于误差反向传播神经网络的胃癌细胞识别研究[J];中国循证医学杂志;2007年09期

【共引文献】

相关期刊论文前10条

1 张艳红;段春芳;谢凭;;循环肿瘤细胞对结直肠癌预后的相关性研究[J];河北医药;2017年11期

2 吴友义;吴丽丽;尤晓京;王玉斌;王建化;林玉成;;扶正化积丸联合放疗对肝癌血液流变学及并发症发生情况的影响分析[J];中华中医药学刊;2017年06期

3 杨静;王成;谢成颖;翁小阜;魏勋斌;;基于主成分分析和反向传播神经网络的肝癌细胞后向散射显微光谱判别[J];生物医学工程学杂志;2017年02期

4 朱瑾;胡丹;王琪;薛惠文;罗庭庭;;循环肿瘤细胞在头颈部肿瘤预警与预后判断中的作用[J];中国医学文摘(耳鼻咽喉科学);2017年02期

5 刘炳胜;王然;陈晓红;孟俊娜;薛斌;;中国建筑产业竞争力形成机理动态演进规律空间差异化研究[J];管理评论;2017年01期

6 孟燕;魏娟;曹风军;;ERK通路激动剂EGF及抑制剂U0126对HepG2肝癌细胞迁移和侵袭能力的影响[J];解剖学研究;2016年06期

7 张江朋;张璞;刘璐;;建筑产业集群网络演化对竞争力的影响——基于SEM的实证分析[J];科技管理研究;2016年24期

8 唐建信;姜楠;;循环肿瘤细胞在原发性肝癌中的应用[J];中华肝脏外科手术学电子杂志;2016年05期

9 牟文辉;吴勇;;经皮微波凝固与根治切除术治疗小肝癌的临床效果对比[J];临床合理用药杂志;2016年21期

10 申苏建;郑波;蔡振寨;徐昌隆;薛战雄;;抗CD71单抗与蓖麻毒蛋白A链免疫毒素的制备及其体外抗肝癌细胞效应的研究[J];现代实用医学;2016年07期

【二级参考文献】

相关期刊论文前10条

1 方一新;;改进BP神经网络的EMG手指运动识别[J];激光杂志;2014年09期

2 唐文来;项楠;黄笛;张鑫杰;顾兴中;倪中华;;基于微流控技术的单细胞生物物理特性表征[J];化学进展;2014年06期

3 Hong Mu;Kai-Xuan Lin;Hong Zhao;Shu Xing;Cong Li;Fang Liu;Hai-Zhen Lu;Ze Zhang;Yu-Lin Sun;Xi-Yun Yan;Jian-Qiang Cai;Xiao-Hang Zhao;;Identification of biomarkers for hepatocellular carcinoma by semiquantitative immunocytochemistry[J];World Journal of Gastroenterology;2014年19期

4 张华;李永兴;乐嫣;毛顺露;项明洁;;血清GPC3、GP73和AFP联合检测在HCC中的临床价值[J];标记免疫分析与临床;2014年02期

5 王雪琴;;四项肿瘤标志物在肝癌诊断中的应用[J];标记免疫分析与临床;2013年06期

6 李初晔;邓凌;马岩;;多参数有限节点函数拟合技术[J];青岛理工大学学报;2013年01期

7 刘大渔;严伟;张琼;马薇;梁广铁;Yi-Kuen Lee;;过滤式微流控芯片上的循环肿瘤细胞分选[J];分子诊断与治疗杂志;2012年06期

8 粟秀尹;曾庆宁;王晓燕;;基于PCA和LDA结合的人脸识别方法的比较研究[J];计算机工程与设计;2012年09期

9 樊春玲;陈秀霆;;基于PCA和LDA的人脸识别系统设计[J];控制工程;2012年04期

10 蒋正金;汪晓东;端木春江;;采用BP神经网络拟合光纤位移传感器特性曲线[J];微型机与应用;2012年04期

【相似文献】

相关期刊论文前10条

1 ;《肝癌转移复发的基础与临床》出版[J];肿瘤学杂志;2003年03期

2 王其玲;肝癌≠绝症[J];今日科技;1998年07期

3 ;肝癌转移有哪些表现？[J];抗癌之窗;2014年04期

4 夏荣龙;肝癌的浸润、转移分子机制新进展[J];肝胆外科杂志;2001年04期

5 杨艳杰,王福;肝癌侵袭性相关分子的研究进展[J];承德医学院学报;2002年03期

6 周信达;肝癌转移复发的研究进展与展望[J];中华肝脏病杂志;2004年11期

7 汤钊猷;;开展肝癌转移复发研究的意义与途径[J];中华普通外科杂志;2006年11期

8 段永强;余辉;杨利华;王钢胜;毛哲玉;;血管内皮细胞生长因子的初始水平在肝癌外周血转移中的作用[J];中国实验诊断学;2007年06期

9 师弘;冯英明;;肝癌转移的研究进展[J];现代肿瘤医学;2007年12期

10 蔡雪军;;血管内皮细胞生长因子及其受体在肝癌转移中的研究进展[J];陕西医学杂志;2008年07期