基于机器学习的脑卒中预测模型的研究及其应用

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wzx85695021
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脑卒中是具有较高复发率和高致残率的慢性脑血管病,早期发现并对其干预治疗对提升脑卒中治疗效果减少医疗花费具有重要意义。目前脑卒中病情诊断主要依赖于医生的工作经验,受到医生的主观因素影响。为此本文基于机器学习构建脑卒中预测模型,实现对患者脑卒中病情的客观筛查及预防,用以辅助医生决策。本文主要研究内容如下:首先,对脑卒中公开数据库进行数据预处理,包括均值填充、数据变换、数据清理,应用ADASYN方法解决脑卒中数据集的数据不平衡问题。确定10个特征指标作为深度前馈神经网络脑卒中预测模型输入,设计5层神经网络结构,选用标准反向传播算法训练网络,通过调整结构参数和批次参数,提升模型预测准确率,实验结果表明深度前馈神经网络模型的预测精度受到样本数量限制。其次,为解决脑卒中公开数据集样本少限制前馈神经网络预测模型精度问题,采用随机森林算法构建预测模型,通过手工调节决策树个数和树的最大深度参数,分析参数对预测模型精度的影响规律,为有效提高预测模型精度,本文利用遗传算法(GA)对模型进行自动调参,分别以准确率、精确率和F1为适应度函数找到目标范围内的最优参数,研究结果表明,对比深度前馈神经网络模型,预测模型精度得到提高,随机森林算法构建的决策树之间缺乏依赖关系导致预测模型精度受限。最后,为进一步提高预测模型精度,增加决策树之间依赖关系,提出采用xgboost算法构建了脑卒中的预测模型,对于样本数据特征的重要性进行排序和评价分析,通过手工调节决策树个数和树的最大深度参数调参,分析预测模型精度变化规律。利用GA-xgboost算法实现模型的自动调参,分别以准确率、精确率和F1为适应度函数,寻找目标范围内的最优参数,对比分析结果表明预测模型精度明显提高。通过应用上述三种机器学习算法进行脑卒中预测模型研究,不断提高了预测模型的精度,对医学临床预测脑卒中及筛查具有一定应用价值。
其他文献
橡胶衬套作为悬架中广泛使用的连接件,其力学特性直接影响悬架性能,进而影响操纵稳定性和平顺性。因此,高精度橡胶衬套模型下的悬架性能分析及衬套影响下的悬架性能合理优化匹配是当前研究的热点。针对当前悬架模型中将橡胶衬套简化为线性模型而导致悬架性能分析不全面,和衬套刚度匹配中悬架操纵稳定性(K&C特性)和平顺性矛盾的问题,本文以麦弗逊悬架下摆臂橡胶衬套为研究对象,提出了基于自适应混沌粒子群算法(ACPSO
学位
在木材生长和加工过程中产生的缺陷会影响单板的视觉和机械性能,进而影响由单板制成的木制产品的质量,因此处理单板缺陷成为木材产品加工过程中非常重要的一环。研究者们进行了大量的相关研究,但主要集中在木材缺陷检测识别的方法,没有实现损失率最小化的目标,未真正有效提高木材利用率。本文研究基于对抗生成网络(GAN)的单板表面纹理重建的方法,通过生成器和判别器的对抗博弈训练模型,最终重建单板缺陷区域表面纹理。该
学位
换道行为作为车辆驾驶的基本操作行为之一,车辆在执行过程中会对道路交通安全产生直接影响,因而近年来有关换道研究也逐渐成为交通和车辆领域内的热点。为了减少危险换道行为的发生,提前识别出换道行为的潜在风险尤为重要。本文基于换道执行机理的分析以及交通冲突特性的分析,提出了一种换道风险综合评估方法,该方法集成了换道行为识别模型和换道风险评估模型。针对换道行为风险评估的有效探索,这对于保障道路的行车安全、优化
学位
近年来,无人驾驶技术发展迅猛,成为了当下研究的热点和难点,无人驾驶技术具体又可以细分为感知、决策和规划三大模块,而规划则是其中的重点和难点,规划模块的任务是基于车辆当前所处的环境信息和状态信息规划出一条从起始点到目标点的最优路径,此外,需要考虑车辆行驶的安全性,保证车辆行驶过程的无碰撞,无人车避障路径的优劣将直接影响车辆的安全性和实效性。常见的路径规划算法有遗传算法,A*算法,快速随机搜索树算法(
学位
高速列车在现代综合交通运输中起着支柱作用,俨然成为区域快速发展的助推器,是综合国力的支柱力量。现高速列车动车组采用轻量化的设计准则和动力分散式的牵引方式,轻量化设计准则会导致车身刚度不足,加剧车身的弹性振动;动力分散式牵引方式是将重达几吨的车下悬挂设备安装于车身底架,势必会引起车体和车下悬挂设备的耦合振动。车下悬挂设备采用基于“弹簧-阻尼”的固有减振结构制约着车辆运行平稳性的进一步提升,而惯容器作
学位
智能汽车作为智能交通系统的重要组成部分,其通过搭载先进的传感器、计算平台和执行单元,集合人工智能、网联通信、定位导航以及数字地图等高新技术,从而具备复杂环境感知、全方位规划决策以及高精度运动控制等功能,可在不同道路环境下实现自主驾驶并能够减少交通事故和环境污染,从而改变了传统汽车行业的发展方向和推动了社会经济变革。路径跟踪控制是实现智能汽车自主驾驶的关键环节之一,对智能汽车的行驶安全具有重要意义。
学位
为了保障动力电池组安全、优化动力电池组能效、延长动力电池组循环寿命,对其进行管理就显得非常必要。电池管理系统(Battery Management System,BMS)主要功能包括电池组状态估计、充放电控制、热管理及安全管理等,其中电池状态估计为BMS的核心功能。对电池状态进行准确的估计不仅能提高电池的利用效率,还能避免电池因过充过放引发的热失控问题。因此,如何获取高精度的模型对电池的状态进行准
学位
近年来,全球变暖和化石能源短缺问题日益严重,人们越来越关注清洁能源的使用,这为电动汽车(Electric vehicles,EVs)的发展提供了机遇。电池组是EVs动力源,其健康状态(State of Health,SOH)的准确估算不仅可以避免电池热失控的风险,也对未来电池梯次利用有重要意义。本文基于实际运行的电动汽车数据,设计了数据清洗规则,通过充电数据计算电池标准化容量,并基于汽车运行数据提
学位
园艺电动拖拉机作为小型新能源拖拉机,可应用于果园、林园等规模化种植区域,可以完成多样化自主作业和智能化管理的任务,以满足新形势下对智能农业机械作业安全性、精准性的要求。局部路径规划和跟踪控制是智能农业机械自主作业研究领域中的关键部分,是解决当前农业机械自主化程度低、跟踪综合性能差的重要方法之一。本文以园艺电动拖拉机为研究对象,针对局部路径规划与跟踪控制进行了深入研究,主要研究内容包括:(1)分析定
学位
随着智能汽车技术的进一步发展,区别于传统的人工驾驶,网联车辆凭借先进的传感器技术在道路信息辨识、车辆决策以及智能交通管理等方面皆发挥着积极的作用,从而有效提升了城市道路行驶效能,并极大缓解了城市交通拥堵以及解决环境污染等问题。尽管如此,智能车辆周边传感器易受不良环境的影响,导致车辆感知错误,最终发生交通事故等问题。围绕以上问题,本文首先提出一种多源信息流收集与高精地图数据融合方法。然后在此基础之上
学位