简介:目的利用BP神经网络的理论和算法,对COPD患者的历史数据进行分析,构建出COPD再入院患者的风险评估模型,通过对COPD再入院患者各相关因素的敏感度分析和疾病风险评估及分析,为BP神经网络建模在临床诊疗中的应用提供一定的参考,并为医疗资源的合理配置提供较为有效的解决方案。方法编写结构化查询语句,从HIS数据库抽取相关数据,导入Clementine11.1中,利用BP神经网络算法进行建模,预测结果用SPSS22.0进行模型的建模效果评估以及模型建模效果的假设检验。结果经过优化后的BP神经网络的拟合度为71.743%,预测准确度93.55%。在所有相关影响因素中,入院次数和入院状态对COPD患者的再入院风险度影响最大。在预测效果上,BP神经网络要优于传统的多元统计分析方法。
简介:摘要目的提升心电图心律失常分类算法的性能,为临床心电诊断提供辅助依据。方法将一维心电图数据按照R点进行切分,将切分后的数据生成2D图像。利用数据增强技术将样本进行扩增,再利用二维卷积神经网络(2D-CNN)中的2D卷积层、2D最大池化层、Flatten层和全连接层,对图像特征进行提取,并通过Softmax分类器进行分类。利用带有权重系数的损失函数来增强模型对于S类和V类的学习。采用MIT-BIH数据集进行模型训练并评估算法性能。结果样本扩增和使用带有权重系数的损失函数能够提升模型的召回率和特异性指标,同时保持模型对室性异位搏动(VEB)和室上性异位搏动(SVEB)分类的精确率的指标。结论所提出模型的准确率为99.02%,SVEB的召回率为96.4%,表明该分类方法可以辅助医护人员诊断心脏疾病。
简介:摘要近年来卷积神经网络(convolutional neural network ,CNN)在辅助分析肺癌方面表现出良好的应用前景和研究价值。CNN可以从图像数据中自主学习以提取特定的与临床相关的特征。本文对构建CNN通过输入CT图像进行端到端分析,从而在术前预测肺癌风险和临床治疗效果;以及通过输入肺结节组织切片图像进行术后病理学分析作一综述。
简介:摘要目的构建并验证多模态MRI图像3D卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)模型对肝纤维化(liver fibrosis, LF)分类的价值。材料与方法回顾性分析经病理证实为LF,并行肝脏3.0 T MRI检查的224例LF患者的T1WI、T2WI、表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图像,按8∶2的比例随机分为训练集和测试集。对图像进行预处理后,应用训练集图像对模型进行网络结构迭代训练,建立3D-CNN深度学习模型对无显著LF(S0~S1)、显著LF(≥S2)进行分类。经过优化的CNN由三个卷积层、三个池化层和两个全连接层组成。训练完成后,用测试集数据对CNN模型进行测试,使用准确度(accuracy, ACC)曲线、损失函数(loss)曲线及受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线评价模型的性能。结果基于多模态MRI的3D-CNN深度学习模型在训练集中对LF分类的ROC曲线下面积(area under the curve, AUC)值为0.94,在测试集中的AUC为0.98。结论多模态3D-CNN深度学习模型可对无显著LF和显著LF进行分类,为LF的无创性评估提供更多选择。
简介:摘要目的基于深度卷积神经网络(DCNN)方法自动测量彩色眼底像上全局和局部豹纹分布密度。方法应用研究。将2021年5~ 7月于山东第一医科大学附属青岛眼科医院北部院区行近视手术的患者514例1 028只眼的1 005张彩色眼底像建立人工智能(AI)数据库。采用RGB颜色通道重标定方法(CCR算法)、基于Lab颜色空间的CLAHE算法、多重迭代照度估计的Retinex算法、具有色彩保护的多尺度Retinex算法对图像进行预处理。对比观察上述4种图像增强方法以及使用Dice损失、边缘重叠率损失和中心线损失对豹纹分割模型效果的影响。建立眼底豹纹分割模型识别全图范围内豹纹结构区域;构建眼底组织结构检测模型用于视盘及黄斑中心凹定位。计算视野范围内后极部豹纹密度(FTD )、黄斑区豹纹密度(MTD)、视盘区豹纹密度(PTD )。结果应用CCR算法图像预处理和训练损失组合后,豹纹分割模型的Dice系数、准确率、灵敏度、特异性、约登指数分别达到0.723 4、94.25%、74.03%、96.00%和70.03%。模型自动测量的FTD、MTD、PTD值与人工标注测量值平均绝对误差分别为0.014 3、0.020 7、0.026 7,均方根误差则分别为0.017 8、0.032 3、0.036 5。结论基于DCNN分割和检测方法能自动测量近视患者眼底全局和局部区域的豹纹分布密度,可以更准确地辅助临床监测和评估眼底豹纹改变对近视发展的影响。
简介:摘要人工神经网络(ANN)是一种驱动人工智能(AI)的网络框架,其中采用经典卷积神经网络(CNN)进行胚胎质量评估可进行固定时间节点胚胎细胞计数和图像识别;采用全连接的深度神经网络(DNN),胚胎图像识别准确度提升,适用于较高硬件配置以及需要整合临床信息进行综合预测;残差网络通过增加层数提高准确度并通过跳跃连接解决梯度消失问题,实现动态胚胎评估。贝叶斯网络(BN)机器学习擅长推理,在条件缺失情况下可通过推理弥补数据不足,可结合临床复杂信息进行综合预测评估;支持向量机(MLP)机器学习存在梯度消失与爆炸,容易丢失图像部分空间特征,适用于小样本评估。ANN在预测胚胎植入率、胚胎非整倍体方面具有一定优势,开发新的胚胎质量评估方法减少侵入性检测是人类辅助生殖技术(ART)重要研究方向。
简介:摘要目的探索基于多参数MRI的放射组学特征和神经网络模型在区分宫颈癌淋巴结转移的效能。材料与方法回顾性分析178例宫颈癌并提取9个临床及病理特征,经过方差分析进而提取3个特征进入模型。两位观察者分别用软件勾勒得到感兴趣容积,提取到428个放射组学特征。放射组学特征结合临床及病理特征建模:分别组成428维、437维、431维模型。通过Python库的torch和sklearn构建并评价神经网络模型和支持向量机模型。组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)来评估观察者之间的信度,使用分类准确率、敏感度、特异度和受试者特征曲线下面积(area under the receiver operating characteristics curve,AUC)用来衡量检测模型性能。使用sklearn中的metrics.roc_curve函数绘制ROC曲线,通过最大约登指数(Youden index)确定最佳界值,并进行诊断效能评估。结果两位观察者ICC为0.819、观察者内ICC为0.796。431维神经网络模型AUC为0.882,在测试集中该模型的分类准确率、敏感度和特异度分别为0.810、0.840和0.741,优于其他模型。结论基于多参数MRI的神经网络模型可有效地预测宫颈癌淋巴结转移。
简介:摘要目的探讨卷积神经网络(CNN)在胸部CT肋骨骨折诊断中应用的准确性和可行性。方法收集2017年5月至2019年5月于山西白求恩医院行胸部CT检查的305例肋骨骨折患者的影像资料,经过图像裁剪构建包含5类胸部CT肋骨骨折图像数据集,共7433张图像,作为训练组数据,在深度学习caffe框架下采用Faster R-CNN和Yolov3模型对数据集进行训练和测试。另选取同期肋骨骨折患者20例,裁剪后144幅包含肋骨骨折的CT图像作为验证组,由两位高年资主任医师阅片并确定肋骨骨折类型及部位等作为诊断标准,分别使用Faster R-CNN、Yolov3模型进行验证,同时两位CT医师对验证组图像进行判读。比较3种方法的诊断准确率、诊断一致性及阅片时间。结果验证组144幅CT图像共包含162处骨折,骨折类型包括双侧骨皮质断裂71处、外侧骨皮质断裂38处、内侧骨皮质断裂21处、骨皮质屈曲骨折12处、其他类型骨折20处。Faster R-CNN模型、Yolov3模型、CT医师诊断肋骨骨折的总准确率分别为95.68%(155/162)、83.33%(135/162)、96.30%(156/162),组间比较差异有统计学意义(P<0.001)。Kappa一致性检验显示,Faster R-CNN模型及CT医师的诊断一致性较好(Kappa=0.851,P=0.012)。CT医师、Faster R-CNN模型、Yolov3模型平均每幅图阅片时间分别为(11.57±5.80)s、(0.52±0.15)s、(0.054±0.003)s,组间比较差异有统计学意义(P<0.01)。结论利用深度卷积神经网络识别胸部CT肋骨骨折具有可行性,诊断总准确率与有经验的CT医师相当,而阅片速度更优。
简介:摘要目的优选活血散瘀泡腾片的提取工艺。方法以芍药苷与羟基红花黄色素A含量、干膏收率为评价指标,采用层次分析法、多指标综合评分法结合正交试验、Back Propagation(BP)人工神经网络优选加水量、提取时间、提取次数等工艺参数。结果芍药苷和羟基红花黄色素A分别在0.079 5~1.590 4 μg、0.038 5~1.539 2 μg范围内线性关系良好,平均回收率分别为98.18%、96.22%,RSD分别为0.77%、1.31%。确定活血散瘀泡腾片最佳提取工艺为9倍量水,加热回流提取3次,每次1 h。结论正交试验联合BP人工神经网络优化方法实用高效,优选的提取工艺科学合理,稳定可行。