本文關(guān)鍵詞：基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和DS證據(jù)理論的疾病預(yù)測(cè)模型研究

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【摘要】：隨著生活水平的提高,人們期待獲得更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展使得它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的各個(gè)方面,然而,計(jì)算機(jī)技術(shù)主要用于病人醫(yī)療信息的采集、顯示、存儲(chǔ)等方面,疾病的診斷仍然主要由醫(yī)生來確定。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助疾病診斷,實(shí)現(xiàn)智慧醫(yī)療,目前正處于開始發(fā)展階段。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于疾病輔助診斷和預(yù)測(cè)[1],對(duì)于疾病的早發(fā)現(xiàn)、早治療、減少誤診等方面具有很重要的意義。目前常用的方法包括時(shí)間序列預(yù)測(cè)法、Markov預(yù)測(cè)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、回歸預(yù)測(cè)法等[2]。另外,人們也嘗試將多個(gè)數(shù)學(xué)模型結(jié)合進(jìn)行疾病預(yù)測(cè),以提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。本文以心臟病預(yù)測(cè)為研究背景,通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[3]建立疾病預(yù)測(cè)模型,對(duì)病人的病情進(jìn)行預(yù)測(cè),并引入DS證據(jù)理論[4]以提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。論文首先總結(jié)了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和DS證據(jù)理論各自的特點(diǎn)。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自適應(yīng)、容錯(cuò)性和自組織性強(qiáng)的特點(diǎn)。但表現(xiàn)出容易陷入局部極小點(diǎn),在多目標(biāo)預(yù)測(cè)的過程中會(huì)產(chǎn)生識(shí)別率差和可信度不高的情況。DS證據(jù)理論的優(yōu)點(diǎn)是可以將證據(jù)之間微弱的差別累加起來,當(dāng)這些差別累計(jì)到一定程度時(shí),就能夠進(jìn)行區(qū)分,達(dá)到提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率的效果,DS證據(jù)理論的這一優(yōu)點(diǎn)正好可以彌補(bǔ)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)精度不高的缺點(diǎn)。鑒于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和DS證據(jù)理論的特點(diǎn),論文提出了一種將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和DS證據(jù)理論結(jié)合起來進(jìn)行疾病預(yù)測(cè)的模型。該模型用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模,得到疾病預(yù)測(cè)模型,并用該模型依據(jù)特征數(shù)據(jù)對(duì)病情進(jìn)行預(yù)測(cè),得到的結(jié)果用DS證據(jù)理論進(jìn)行合成,合成結(jié)果作為最后的預(yù)測(cè)結(jié)果。為驗(yàn)證模型的正確性,論文通過心臟病數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試。先利用心臟病數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,生成BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。然后將數(shù)據(jù)分為多組輸入,經(jīng)歸一化處理后,輸入到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè),得到多組輸出結(jié)果。該輸出進(jìn)行歸一化處理,作為DS證據(jù)理論可以合成的基本概率向量。最后,利用DS證據(jù)理論對(duì)基本概率向量進(jìn)行合成,合成的結(jié)果如果滿足預(yù)期結(jié)果,則將合成結(jié)果輸出,這一結(jié)果就是最終對(duì)心臟病的預(yù)測(cè)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明,將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和DS證據(jù)理論結(jié)合起來進(jìn)行心臟病預(yù)測(cè)不僅預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率大大提高,而且算法的魯棒性也較好。將此模型應(yīng)用于其他疾病的預(yù)測(cè),對(duì)該模型的應(yīng)用范圍進(jìn)行擴(kuò)展,將會(huì)為未來的智慧醫(yī)療的發(fā)展提供廣闊的應(yīng)用空間。
【關(guān)鍵詞】：預(yù)測(cè)模型 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) DS證據(jù)理論 心臟病預(yù)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP183;TP202
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-16
• 1.1 論文的研究背景和研究意義9-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)14-15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)16-27
• 2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)16-21
• 2.1.1 人工神經(jīng)元構(gòu)造18-19
• 2.1.2 激活函數(shù)19-20
• 2.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一般模型20-21
• 2.1.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理21
• 2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論21-25
• 2.2.1 三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)21-24
• 2.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法和實(shí)現(xiàn)過程24-25
• 2.2.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 第三章 DS證據(jù)理論27-36
• 3.1 DS證據(jù)理論27
• 3.2 DS證據(jù)理論的基本概念27-32
• 3.2.1 DS證據(jù)理論的識(shí)別框架27-28
• 3.2.2 基本信任分配函數(shù)28-30
• 3.2.3 基本信任函數(shù)30
• 3.2.4 似然函數(shù)30-32
• 3.3 DS證據(jù)理論的合成規(guī)則32-35
• 3.3.1 兩個(gè)證據(jù)合成規(guī)則32-34
• 3.3.2 多個(gè)證據(jù)合成規(guī)則34-35
• 3.4 DS證據(jù)理論合成的性質(zhì)35
• 3.5 證據(jù)理論的優(yōu)勢(shì)35
• 3.6 本章總結(jié)35-36
• 第四章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和DS證據(jù)理論的疾病預(yù)測(cè)模型36-50
• 4.1 BP-DS模型36-39
• 4.1.1 BP-DS疾病預(yù)測(cè)模型框架36-37
• 4.1.2 疾病預(yù)測(cè)模型實(shí)現(xiàn)過程37-38
• 4.1.3 BP-DS算法的描述38-39
• 4.2 BP-DS模型心臟病預(yù)測(cè)39-49
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹39-40
• 4.2.2 數(shù)據(jù)集劃分40-41
• 4.2.3 數(shù)據(jù)歸一化41-42
• 4.2.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確定42-45
• 4.2.5 證據(jù)理論的合成45-47
• 4.2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 總結(jié)與展望50-52
• 5.1 總結(jié)50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 致謝56-58
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文58

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