基于遗传算法特征选择的~(31)P磁共振波谱图数据分类

基于31P磁共振波谱图(31Phosphorus Magnetic Resonance Spectroscopy,31P-MRS)对肝脏数据进行诊断,共分为三种类型:肝癌,肝硬化和正常肝。本文在线性分类器分类前先用遗传算法进行特征选择,选择出最优特征子集。实验中,用线性分类器分别对经过遗传算法特征选择后的最优特征子集分类和对提取的全波谱数据进行分类。实验结果证明,前者方法不仅明显提高了分类的准确率,而且减少了分类器运行的时间,其中31P-MR波谱对活体肝细胞癌的诊断正确率从62.50%提高到89.35%。     

基于BP神经网络和RBF神经网络预测老年痴呆症疾病进展的对比研究

目的:比较反向传播算法(BP)神经网络和径向基函数(RBF)神经网络预测老年痴呆症疾病进展的效果。方法:以老年痴呆症随访数据为研究对象,以性别、年龄、受教育程度、有无高血压、有无高胆固醇、有无心脏病、有无中风史、有无家族史8个指标作为输入变量,以五年随访的MMSE差值为输出变量,构建基于BP神经网络和RBF神经网络的老年痴呆症疾病进展预测模型。结果:与BP神经网络模型相比,RBF神经网络预测的结果更好,能够有效地预测老年痴呆症疾病进展。结论:神经网络模型将老年痴呆症疾病进展预测问题转化为随访数据中相关测量指标与MMSE差值的非线性问题,为复杂的老年痴呆症疾病进展预测提供了新思路。     

基于模糊规则的人工神经网络模拟新疆杨蒸腾耗水

于2017年7—11月,应用热扩散探针(TDP)技术,结合同步测定的气象因子,对宁夏河东沙区新疆杨的耗水日变化特征及季节变化规律进行分析,提出了一种基于模糊规则的BP神经网络和Elman神经网络耗水模型,探究新疆杨蒸腾耗水规律并对其耗水量进行模拟。结果表明: 生长季内(7—10月)新疆杨平均液流密度为4.98 g·cm^-2·h^-1,影响蒸腾耗水的主要因素依次为太阳辐射、大气温度、饱和水汽压亏缺和相对湿度;受气象因子影响,新疆杨耗水具有明显的季节性变化规律,夏季(7—8月)单株耗水量为秋季(9—10月)的1.4倍;采用基于模糊规则的BP神经网络和Elman神经网络模型对新疆杨耗水进行模拟可以解释80%以上的变量,能够较准确地模拟新疆杨耗水情况,相对于BP神经网络,采用Elman神经网络对新疆杨耗水进行模拟,相对误差减少27.0%,均方根误差减少24.3%,纳什效率系数提高67.9%,决定系数达0.80以上。Elman神经网络的模拟效果优于BP神经网络,模型效率和拟合度更高,有效地提高了林木蒸腾耗水模拟精度,可作为河东沙区新疆杨林分蒸腾耗水估算的首选模型。     

基于支持向量机的~(31)P磁共振波谱肝细胞癌诊断

支持向量机是在统计学习理论基础上发展起来的一种新的机器学习方法,在模式识别领域有着广泛的应用。利用基于支持向量机模型的31P磁共振波谱数据对肝脏进行分类,区别肝细胞癌,肝硬化和正常的肝组织。通过对基于多项式核函数和径向基核函数的支持向量机分类器进行比较,并且得到三种肝脏分类的识别率。实验表明基于31P磁共振波谱数据的支持向量机分类模型能够对活体肝脏进行诊断性的预测。     

基于神经网络的马尾松叶绿素含量高光谱估算模型

分析不同生长期的马尾松冠层反射光谱特征与相应叶绿素含量的相关关系.利用36个红边参数逐一筛选,最终确定7个与叶绿素含量相关性较高的红边参数作为光谱特征参数,分别应用逐步分析法与BP神经网络构建叶绿素含量的高光谱估算模型;同样,筛选出4个植被指数作为光谱特征参数,同时,将对原始光谱进行主成分分析降维后的前4个主成分作为BP神经网络的输入变量,分别应用逐步分析法与BP神经网络构建叶绿素含量的高光谱估算模型.结果表明: 将红边参数作为输入变量建立的逐步回归模型和BP神经网络模型的决定系数(R²)分别为0.5205、0.7253,均方根误差(RMSE)分别为0.1004、0.0848,相对误差分别为6.3%、5.7%.将植被指数作为输入变量建立的逐步回归模型和BP神经网络模型的R²分别为0.5392、0.7064,RMSE分别为0.0978、0.0871,相对误差分别为6.2%、6.0%.基于主成分分析的BP神经网络模型的预测效果最好,R²为0.7475,RMSE为0.0540,相对误差为4.8%.     

基于小波神经网络的麦蚜发生程度预测模型

【目的】建立基于小波神经网络病虫害预测预报模型,对提前采取防病防虫措施、减少农作物病虫害损失、提高农作物产量与质量具有重要意义。【方法】本研究以山西省运城市芮城县1980-2014年麦蚜发生程度和气象因子数据为基础,采用主成分分析法从40个基础气象因子中整合形成9个新的自变量输入模型,采用试凑法筛选隐含层节点数,用1980-2009年的数据进行网络训练,对2010-2014年麦蚜发生程度进行回测,建立了以Morlet小波函数为传递函数的小波神经网络模型,并与以Sigmoid函数为传递函数的BP神经网络模型进行了比较。【结果】小波和BP神经网络两种模型对训练样本的平均拟合精度均有10年以上超过80%,两者MAPE 值分别为 89.83% 和83.07%,MSE 值分别为0.0578和0.6192。【结论】两个模型都能较好地描述麦蚜发生程度;从预测精度和模型的稳定性来看,小波神经网络好于BP神经网络。     

普陀山岛旅游生态安全发展趋势预测

科学地预测海岛目的地旅游生态安全发展趋势,对促进海岛旅游经济和生态环境协调发展具有重要的理论意义和实践价值。基于可持续发展的视角,建立了由承载力-支持力-吸引力-延续力和发展力(CSAED模型)子系统构成的普陀山旅游生态安全指标体系,并在灰色系统GM(1,1)模型和RBF神经网络模型比较选优的基础上,对普陀山岛旅游生态安全发展趋势进行了预测。研究结果表明:(1)和灰色系统GM(1,1)模型相比,RBF神经网络模型的Pearson相关系数和误差均方根值更优,可更精确地拟合普陀山岛旅游生态安全发展趋势;(2)2015—2020年,普陀山岛旅游生态安全指数的RBF神经网络模型预测结果由0.7017增加至0.8135,安全等级由比较安全上升至非常安全。研究结果可为维护普陀山岛旅游生态安全提供决策依据。     

三种森林生物量估测模型的比较分析

森林生物量的定量估算为全球碳储量、碳循环研究提供了重要的参考依据。该研究采用黑龙江长白山地区的TM影像和133块森林资源一类清查样地的数据, 选取地学参数、遥感反演参数等71个自变量分别构建多元逐步回归模型、传统BP (back propagation)神经网络模型和基于高斯误差函数的BP神经网络改进模型(Gaussian error function, Erf-BP), 进而估算该地区的森林生物量, 并进行比较分析。结果表明, 多元逐步回归模型估测的森林生物量预测精度为75%, 均方根误差为26.87 t·m^-2; 传统BP神经网络模型估测森林生物量的预测精度为80.92%, 均方根误差为21.44 t·m^-2; Erf-BP估测森林生物量的预测精度为82.22%, 均方根误差为20.83 t·m^-2。可见, 改进后的Erf-BP能更好地模拟生物量与各个因子之间的关系, 估算精度更高。     

基于BP神经网络的甲状腺癌无创诊断模型的研究

目的:运用BP神经网络技术建立甲状腺癌的无创诊断模型,评估该模型的预测诊断价值。方法:回顾性分析经术后病理证实为甲状腺癌39例与良性病变11例,提取出以上50例病例中手术前经过B超检查与甲状腺癌相关的8项图形特征,并进行评分量化,利用BP神经网络对50例病例进行学习和检验,建立甲状腺癌无创诊断模型。用该无创诊断模型对疑为甲状腺癌20例患者进行术前预测并与术后病理进行比较。结果:本文所建立的基于BP神经网络技术的无创诊断模型在甲状腺癌及甲状腺良性病变的预测诊断中达到了100%的准确率。结论:基于BP神经网络技术的无创诊断模型,在甲状腺癌及良性病变的预测诊断中具有较高的应用价值,这无疑对辅助B超诊断甲状腺良恶性病变提供了新的技术支撑和研究思路。     

基于BP神经网络与ETM+遥感数据的盐城滨海自然湿地覆被分类

高效而精确的湿地遥感分类是大范围湿地资源动态监测与管理的必要保障。本研究使用ETM 遥感数据,借助Matlab神经网络工具箱,构建了基于BP神经网络的滨海湿地覆被分类模型,并将其应用于江苏盐城沿海湿地珍禽国家级自然保护区的核心区的自然湿地覆被分类研究中。本研究选择3、4、7、8波段作为输入层变量,单隐藏层设为10个节点,输出层变量对应待划分的8种覆被类型,构建三层式BP神经网络滨海湿地覆被分类模型。结果显示,BP分类总精度为85.91%,Kappa系数为0.8328,与最小距离法和极大似然法的分类总精度相比,分别提高了7.99%和6.08%,Kappa系数也相比提高。研究结果表明,BP神经网络分类法是一种较为有效的湿地遥感影像分类技术,能够提高分类精度。     

AFP、AFU、β_2-MG、CA199联合检测对原发性肝癌的早期诊断价值

目的：探讨原发性肝癌患者血清甲胎蛋白（AFP）、а-L岩藻糖苷酶（AFU）、β2-微球蛋白（β2-MG）、糖类抗原-199（CA199）的含量及其联合检测对原发性肝癌的早期诊断价值。方法：选择56例原发性肝癌患者、60名肝炎肝硬化患者和60名健康对照作为研究对象,分别应用比值法和化学发光法、生化法检测其血清AFP、AFU、β2-MG、CA199的含量。结果：原发性肝癌患者血清AFP、AFU、β2-MG、CA199含量均显着高于肝炎肝硬化组及健康对照组,差异均有统计学意义（P均〈0.05）;联合检测AFP、AFU、β2-MG、CA199四种肿瘤标志物,其阳性率达（85.7%）明显高于AFP（53.6%）、AFU（55.4%）、β2-MG（48.2%）和CA199（42.9%）单项检测组（P均〈0.05）;且AFP、AFU、β2-MG、CA199四种肿瘤标志物联合检测的敏感性均高于单一检测指标,差异有统计学意义（P〈0.05）,但其特异性显著低于AFU、β2-MG单项检测（P〈0.05）。结论：联合检测血清AFP、AFU、β2-MG、CA199含量可以提高对原发性肝癌的阳性诊断率,对诊断及鉴别诊断原发性肝癌具有重要意义。     

甘油二酯激酶α在结直肠癌中的表达及其与PKC、TNFα的相关性

目的探讨甘油二酯激酶α(DGKα)在结直肠癌中的表达及其与蛋白激酶C(PKC)、肿瘤坏死因子α(TNFα)表达的相关性。方法应用免疫组化方法检测DGKα、PKC和TNFα在48例结直肠癌、癌旁正常组织和9例腺瘤性息肉中的表达。结果 DGKα在结直肠癌组织和癌旁正常组织有表达,结直肠癌组织中DGKα阳性表达率(79.2%)显著高于腺瘤性息肉(阴性)和癌旁正常组织(33.3%,P0.05);PKC主要分布在结直肠癌和癌旁正常组织中,结直肠癌组织中PKC阳性表达率(35.4%)显著高于腺瘤性息肉(阴性),与癌旁正常组织(20.8%)相比无显著性差异(P0.05);TNFα在三种组织中均表达阳性,结直肠癌组织中TNFα阳性表达率(95.8%)显著高于腺瘤性息肉(55.6%,P0.05),与癌旁正常组织(87.5%)相比无显著性差异(P0.05);结直肠癌组织中,DGKα与PKC的表达呈负相关(r=-0.437,P0.05),与TNFα的表达没有相关性(r=0.185,P0.05)。结论DGKα在结直肠癌组织中的表达高于腺瘤性息肉,DGKα可能抑制了PKC的活性,但对TNFα没有明显的抑制作用,在临床病理鉴别诊断中有辅助价值。     

慢性肾脏病并发左室肥厚现况及其危险因素

目的：探索中老年慢性肾脏病并发左室肥厚（LVH）的现况及其危险因素。方法：对我院肾内科住院的40-75岁CKD2-5期患者210例的病历资料进行回顾性分析。结果：（1）心脏舒张功能减退发生率高于收缩功能减退（79.1%VS 20.3%P=0.000）;左房扩大检出率高于左室扩大检出率（46.5%VS 19.8%P=0.000）;室间隔增厚检出率（IVSH）也高于左室后壁增厚检出率（LVPWH）（43.0%VS 21.1%P=0.000）;LVH的发生率高于IVSH检出率（47.9%VS 35%P=0.001）,其中女性LVH高于男性（73.2%VS31.0%P=0.000）,然而若采用另外一种诊断标准,两者并无统计学差异（50%VS 34.5%P=0.068）。（2）IVSH组收缩压、脉压、血肌酐均高于无IVSH组。IVSH组除上述因素外血磷尚高于无IVSH组,但在CKD5期的亚组分析中仅收缩压与对照组相比有统计学差异。LVH组收缩压、脉压均高于无LVH组,而血红蛋白、体质指数则低于对照组。进一步Logistic回归分析提示仅性别、体质指数有统计学意义。结论：（1）40-75岁的心血管疾病高危的CKD患者中,采用超声心动图诊断LVH,根据公式计算的LVMI诊断阳性率最高,但诊断切点仍需进一步研究。（2）收缩压升高、脉压增大、贫血、低体质指数、女性均可能是LVH的危险因素,控制血压、纠正贫血和营养不良可能是防治LVH的重要靶点。     

Optimization of auto-induction medium for G-CSF production by Escherichia coli using artificial neural networks coupled with genetic algorithm

Granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) is a cytokine widely used in cancer patients receiving high doses of chemotherapeutic drugs to prevent the chemotherapy-induced suppression of white blood cells. The production of recombinant G-CSF should be increased to meet the increasing market demand. This study aims to model and optimize the carbon source of auto-induction medium to enhance G-CSF production using artificial neural networks coupled with genetic algorithm. In this approach, artificial neural networks served as bioprocess modeling tools, and genetic algorithm (GA) was applied to optimize the established artificial neural network models. Two artificial neural network models were constructed: the back-propagation (BP) network and the radial basis function (RBF) network. The root mean square error, coefficient of determination, and standard error of prediction of the BP model were 0.0375, 0.959, and 8.49 %, respectively, whereas those of the RBF model were 0.0257, 0.980, and 5.82 %, respectively. These values indicated that the RBF model possessed higher fitness and prediction accuracy than the BP model. Under the optimized auto-induction medium, the predicted maximum G-CSF yield by the BP-GA approach was 71.66 %, whereas that by the RBF-GA approach was 75.17 %. These predicted values are in agreement with the experimental results, with 72.4 and 76.014 % for the BP-GA and RBF-GA models, respectively. These results suggest that RBF-GA is superior to BP-GA. The developed approach in this study may be helpful in modeling and optimizing other multivariable, non-linear, and time-variant bioprocesses.     

原发性肝癌染色体8p、16q遗传变异的研究

目的：分析人肝癌（HCC）组织中染色体8p、16q部分基因及染色体片段的遗传变异及与临床病理关系,初步筛选HCC相关的抑癌基因。方法：应用聚合酶链反应-变性聚丙烯酰胺凝胶-银染法分析45例HCC组织标本中染色体8p和16q的杂合性丢失（LOH）及微卫星不稳定性（MSI）。结果：发生LOH的总频率为68.89%（31/45）,其中D16S511位点的发生LOH率最高为53.33%（24/45）,其次是D8S261（39.02%,16/41）和D8S499（34.88%,15/43）。MSI出现的总频率为11.11%（5/45）,出现在三个微卫星位点（D8S261、D8S499及D16S511）上。结论：染色体16q23、8p22-21.3及8p12区域的LOH发生频率高,其可能存在与HCC发生发展相关的新的抑癌基因,特定位点的遗传变异可能与HBV感染、临床病理恶性程度等预后因素相关。     

肌肉~（31）P-MRS的临床研究进展

磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscopy MRS）是目前唯一无创性定量研究人体组织细胞代谢、生理生化改变的方法。磁共振磷谱（31P-MRS）可对无机磷（Pi）、磷酸肌酸（PCr）、三磷酸腺苷（ATP）等含磷高能化合物进行定量分析,是在体研究骨骼肌能量代谢的有力工具。动态磷谱技术可测量肌肉在静息状态、收缩过程和恢复过程中细胞内高能磷酸化合物的变化,评价骨骼肌做功时的能量的转换效率,实现对线粒体功能的无创性评价。本文将对肌肉磷谱的研究进展做综述,尤其侧重于动态磷谱的应用,为以后利用磷谱客观研究肌肉相关疾病奠定良好的基础。     

Nucleostemin基因在非小细胞肺癌组织中的表达及意义

目的探讨Nucleostemin(NS,核干细胞因子)基因在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)组织中的表达及临床意义。方法利用RT-PCR法检测13对NSCLC组织和癌旁正常组织中NS mRNA的表达;采用免疫组织化学SP法检测73例NSCLC组织和13例癌旁正常组织中NS蛋白的表达,并分析与NSCLC患者临床病理特征的关系。结果 NSCLC组织中NS mRNA相对表达强度(0.848±0.305)显著高于癌旁正常组织(0.153±0.020)(t=8.712,P0.01)。NS蛋白在NSCLC中的表达率为58.9%(43/73)显著高于癌旁正常组织中的表达率0%(0/13)(χ2=15.315,P0.01)。NS蛋白的表达率与NSCLC的组织类型及分化程度相关,腺癌组织的表达率为76.5%(26/34)明显高于鳞癌组织的表达率43.6%(17/39)(χ2=8.113,P0.01);低分化组织的表达率81.5%(22/27)明显高于高、中分化组织的表达率45.7%(21/46)(χ2=9.023,P0.01),而与患者性别、年龄、肿瘤大小、TNM分期及淋巴结转移无关(P0.05)。结论 NS基因mRNA及蛋白在NSCLC组织中高表达,对肿瘤细胞的恶性增殖起了重要作用,是一个新的有应用价值的肿瘤分子标志物。     

HIF-2α、VEGF在子宫颈鳞癌组织中的表达及其临床意义

目的检测宫颈鳞癌组织及正常宫颈组织中HIF-2α、VEGF基因与蛋白的表达情况,探讨其在子宫颈鳞癌的临床意义。方法随机选取64例子宫颈鳞癌组织和22例正常宫颈组织,收集年龄、FIGO分期和淋巴结转移等临床相关指标,采用实时荧光定量PCR法及免疫组织化学法(Elivision法)检测各组织中HIF-2α、VEGF的表达。结果实时荧光定量PCR分析结果表明HIF-2α、VEGF mRNA表达较正常宫颈组织显著增加,差异有统计学意义(P0.05),且二者mRNA水平呈正相关(r=0.778,P0.001)。免疫组织化学法结果表明HIF-2α、VEGF蛋白在宫颈组织中的阳性表达率分别为宫颈鳞癌组93.8%、正常宫颈组18.2%,两组比较差异有统计学意义,且HIF-2α与VEGF呈显著相关(r=0.514,P0.05)。HIF-2α、VEGF的mRNA表达均与年龄无关,但与FIGO分期、淋巴结转移关系密切(P0.05),FIGO分期高、有淋巴结转移的子宫颈癌组织HIF-2α、VEGFmRNA表达水平均相应对照组升高。结论与正常宫颈组织相比,HIF-2α、VEGF mRNA和蛋白在宫颈鳞癌中均呈高表达。