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基于加权基因共表达网络分析和机器学习的瘢痕疙瘩列线图预测模型
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作者 李政宇 田保华 梁海霞 《生物医学工程学杂志》 EI CAS 北大核心 2023年第4期725-735,共11页
瘢痕疙瘩为伤口皮肤结缔组织过度增生引起的良性皮肤肿瘤。精准预测创伤者瘢痕疙瘩患病风险并及时做出早期诊断,对深度管理瘢痕疙瘩和控制其发展具有重大意义。本研究对高通量基因表达综合(GEO)数据库中的4个瘢痕疙瘩数据集进行分析,筛... 瘢痕疙瘩为伤口皮肤结缔组织过度增生引起的良性皮肤肿瘤。精准预测创伤者瘢痕疙瘩患病风险并及时做出早期诊断,对深度管理瘢痕疙瘩和控制其发展具有重大意义。本研究对高通量基因表达综合(GEO)数据库中的4个瘢痕疙瘩数据集进行分析,筛选出瘢痕疙瘩的诊断标志物,并建立列线图预测模型。首先,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)、差异表达分析和蛋白质互作网络中心性算法,筛选出37个核心蛋白质编码基因。随后,利用最小绝对值收敛和选择算子(LASSO)以及支持向量机-递归特征消除(SVM-RFE)两种机器学习算法,从中筛选出4个最具预测能力的瘢痕疙瘩诊断标志物,分别为肝细胞生长因子(HGF)、多配体蛋白聚糖4(SDC4)、外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶2(ENPP2)和Rho家族三磷酸鸟苷酶3(RND3),并通过单基因的基因集富集分析(GSEA)探索可能涉及的生物途径。最后,对诊断标志物进行单因素与多因素逻辑回归分析,并构建列线图预测模型。经内外部验证发现,该模型校准曲线贴近理想曲线,决策曲线优于其他策略,接受者操作特征曲线下面积高于对照模型(最佳截断值为0.588),表明该模型具有较高的校准度、临床收益率以及预测能力,有望为临床诊断提供有效先期手段。 展开更多
关键词 瘢痕疙瘩 加权基因共表达网络分析 最小绝对值收敛和选择算子 支持向量机-递归特征消除 列线图预测模型
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慢性心力衰竭合并原发性高血压病患者死亡预警指标研究
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作者 李润民 戴国华 +4 位作者 高武霖 管慧 任丽丽 王兴蒙 曲惠文 《中国中西医结合杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1051-1062,共12页
目的基于多重支持向量机-递归特征消除(MSVM-RFE)与Cox回归分析慢性心力衰竭(心衰)合并原发性高血压病患者发生易损期心源性死亡的中西医预警指标。方法将山东省7家中医院符合研究标准的慢性心衰合并原发性高血压病患者纳入前瞻性队列研... 目的基于多重支持向量机-递归特征消除(MSVM-RFE)与Cox回归分析慢性心力衰竭(心衰)合并原发性高血压病患者发生易损期心源性死亡的中西医预警指标。方法将山东省7家中医院符合研究标准的慢性心衰合并原发性高血压病患者纳入前瞻性队列研究,收集患者基本信息、共患病、心脏彩超、实验室检查、中医证候信息、用药记录的78项临床变量,出院3个月后随访统计终点事件。运用Cox单因素回归筛选与易损期心源性死亡显著关联的变量,将其作为潜在预警指标纳入MSVM-RFE模型,经由计算平均排序分数对指标进行重要性排序。通过效能检验评估模型错误率与精准度筛选最优预警指标子集,并运用Cox多因素回归分析预警指标的作用性质。结果共1721例患者纳入分析,包含272例易损期心源性死亡病例。将Cox单因素回归分析获得的64个潜在预警指标依据重要性排序依次纳入MSVM-RFE模型进行效能检验,当纳入前13位潜在预警指标时,模型获得最小错误率0.136与最大精准度0.864,故将其作为最优预警指标子集。Cox多因素回归分析结果显示,血浆氨基末端脑利钠肽前体(NT-ProBNP)>1000 ng/L(HR=3.65);使用血管紧张素转换酶抑制剂/血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ACEI/ARB,HR=0.66);气阴两虚血瘀证(HR=1.98);面色口唇紫暗(HR=2.19);使用利尿类药物(HR=0.73);心率60次/分或100次/分(HR=1.30,HR=1.33);年龄>60岁(HR=3.64);纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级(Ⅲ级vsⅡ级:HR=2.50,Ⅳ级vsⅡ级:HR=3.58);吸烟史(HR=1.78);收缩压140 mmHg(HR=2.56);使用活血类注射液(HR=0.64);脉滑(HR=1.32);少苔或有裂纹(HR=1.45)。结论NT-ProBNP>1000 ng/L、气阴两虚血瘀证、面色口唇紫暗、心率60或100次/分、年龄>60岁、NYHA心功能分级Ⅲ级、吸烟史、收缩压140 mmHg、脉滑、少苔或有裂纹为损害性预警指标;使用ACEI/ARB、利尿类药物、活血类注射液为保护性预警指标。MSVM 展开更多
关键词 慢性心力衰竭 原发性高血压病 心衰易损期 中西医结合 预警指标 多重支持向量机-递归特征消除 COX回归分析
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慢性心力衰竭合并2型糖尿病患者易损期心源性死亡的中西医预警指标分析
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作者 李润民 戴国华 +4 位作者 高武霖 管慧 任丽丽 王兴蒙 曲惠文 《中华中医药杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期3110-3117,共8页
目的:分析慢性心力衰竭合并2型糖尿病患者发生易损期心源性死亡的中西医预警指标,为临床实践提供循证医学证据。方法:将山东省7家中医院符合研究标准的727例患者纳入队列研究。运用Cox回归结合多重支持向量机-递归特征消除(MSVM-RFE)模... 目的:分析慢性心力衰竭合并2型糖尿病患者发生易损期心源性死亡的中西医预警指标,为临床实践提供循证医学证据。方法:将山东省7家中医院符合研究标准的727例患者纳入队列研究。运用Cox回归结合多重支持向量机-递归特征消除(MSVM-RFE)模型分析预警指标。结果:将Cox单因素回归分析获得的53个潜在预警指标按重要性排序依次纳入MSVM-RFE模型进行效能检验,当纳入前11位潜在预警指标时,获得最小错误率0.177与最大精度0.823,即为最优预警指标子集。Cox多因素回归分析显示,纽约心脏病学会心功能分级(Ⅲ级vsⅡ级:HR=2.33,Ⅳ级vsⅡ级:HR=2.59),吸烟史(HR=1.75),血浆氨基末端脑利钠肽前体(NT-ProBNP)(HR=8.08),气阴两虚血瘀证(HR=2.26),面色口唇紫暗(HR=3.63),脉细数无力或结代(HR=1.02),少苔或有裂纹(HR=1.05),空腹血糖(FBG)(HR=1.02)为损害性预警指标;益气类注射液(HR=0.44)、降糖类药物(HR=0.29),降血脂类药物(HR=0.96)为保护性预警指标。结论:Cox回归与MSVM-RFE模型相结合的数据分析方法可实现优势互补,适用于高维、多重共线性、小样本数据的中西医预警指标分析,具有临床推广价值。 展开更多
关键词 慢性心力衰竭 2型糖尿病 心衰易损期 中西医预警指标 多重支持向量机-递归特征消除 COX回归
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Relief和SVMRFE在高超声速进气道不起动预测中的应用
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作者 刘欢 黄俊 +2 位作者 张勇 刘志勤 王耀彬 《计算机测量与控制》 2018年第4期183-186,190,共5页
高超声速进气道不起动预测研究中主要包括确定压力传感器位置和建立起动/不起动分类面,属于机器学习中特征选择问题和分类问题,而常用特征选择算法(基于支持向量机的递归特征消除SVM-RFE)单一并且耗时较长;为解决该问题寻找较优的特征... 高超声速进气道不起动预测研究中主要包括确定压力传感器位置和建立起动/不起动分类面,属于机器学习中特征选择问题和分类问题,而常用特征选择算法(基于支持向量机的递归特征消除SVM-RFE)单一并且耗时较长;为解决该问题寻找较优的特征选择算法,建立一个高超声速二元进气道/隔离段模型,通过数值模拟获得内流道上表面压力数据样本;利用Relief和SVMRFE组合式算法Relief-Corre方法,Relief-SVMRFE方法,Relief-PSO-SVMRFE方法进行特征选择;支持向量机SVM训练分类面;最后得出Relief-SVMRFE方法性能最优,运行效率比SVMRFE提高了约3倍,准确率比其他基于Relief组合方法高;获得最优特征的分类面具有较高的泛化性与鲁棒性,证明该分类面的有效性。 展开更多
关键词 高超声速进气道 数值模拟 特征选择 RELIEF 支持向量机递归特征消除
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智能车路系统交叉口的层级解耦及测评要素提取研究
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作者 任毅龙 林源 +3 位作者 曲桂娴 鹿应荣 于海洋 张子洋 《中国基础科学》 2021年第1期51-56,共6页
随着人工智能和交通大数据技术的快速发展,智能车路系统(IVIS)作为一种改善道路性能的智能交通控制技术,得到了国内外学者的广泛研究。为了解决当前复杂环境下IVIS测评要素不足的问题,本文提出了智能车路系统层级解耦与测评要素提取的... 随着人工智能和交通大数据技术的快速发展,智能车路系统(IVIS)作为一种改善道路性能的智能交通控制技术,得到了国内外学者的广泛研究。为了解决当前复杂环境下IVIS测评要素不足的问题,本文提出了智能车路系统层级解耦与测评要素提取的方法。通过建立IVIS交叉口测评要素高维矩阵,采用欠完备自编码器对高维矩阵进行线性降维,分析IVIS高维矩阵的耦合机理,有效降低数据的冗余度,并针对IVIS效率、环保、舒适性层级中数据的异质性和同质性特征,采用支持向量机—递归特征消除算法有效分层提取主体的测评要素,确定各测评要素的权重,最后利用SUMO仿真软件构建了IVIS交叉口仿真场景并完成了测评要素提取。该方法可以为IVIS测评指标体系的完善提供理论依据,为IVIS技术发展提供良好的支撑。 展开更多
关键词 智能车路系统 欠完备自编码器 支持向量机递归特征消除算法 测评要素
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基于多类支持向量机递归特征消除方法特征选择的原发性肝癌患者预后预测 被引量:7
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作者 李琳 杨日东 +4 位作者 王哲 杨红梅 华赟鹏 周毅 张学良 《生物医学工程研究》 2019年第1期32-36,共5页
本研究通过特征选择的方法,分析肝癌患者术前临床信息,提高患者的预后模型的准确性。基于多类支持向量机递归特征消除(recursive feature elimination based on multiple support vector machine,MSVM-RFE)方法对进行过肝切除手术的原... 本研究通过特征选择的方法,分析肝癌患者术前临床信息,提高患者的预后模型的准确性。基于多类支持向量机递归特征消除(recursive feature elimination based on multiple support vector machine,MSVM-RFE)方法对进行过肝切除手术的原发性肝癌患者的临床变量进行重要特征排序,使用5折交叉验证的支持向量机确定最优特征子集,构造原发性肝癌患者术后的1年、3年无瘤生存和总体生存的列线图。通过与临床医生沟通,确认特征排序结果为合理的。患者3年无瘤生存风险和总生存风险的列线图的一致性指数分别为0.701和0.706。使用多类支持向量机递归特征消除方法后的预测模型准确率有所提高,列线图在临床实践中能够提供患者生存风险信息,简单清晰的反映患者的生存风险。 展开更多
关键词 特征选择 多类支持向量机递归特征消除方法 列线图 预后预测 原发性肝癌
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纤维肌痛综合征生物标记物的筛选及免疫细胞浸润分析
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作者 刘雅妮 杨静欢 +5 位作者 陆慧慧 易玉芳 李智翔 欧阳福 吴璟莉 魏兵 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第5期1091-1100,共10页
背景:纤维肌痛综合征作为常见风湿病,其发病与中枢敏化及免疫异常有关,但具体过程尚未阐明,缺乏特异性诊断标志物,不断探索该病的发病机制具有重要的临床意义。目的:基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)等生物信息学方法和机器学习算法... 背景:纤维肌痛综合征作为常见风湿病,其发病与中枢敏化及免疫异常有关,但具体过程尚未阐明,缺乏特异性诊断标志物,不断探索该病的发病机制具有重要的临床意义。目的:基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)等生物信息学方法和机器学习算法筛选纤维肌痛综合征潜在的诊断相关标志基因,并分析其免疫细胞浸润特征。方法:对来自基因表达综合数据库(GEO)的纤维肌痛综合征数据集转录谱进行差异分析和WGCNA分析,整合筛选出差异共表达基因,进一步采用机器学习套索回归(LASSO)算法、支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)机器学习算法来识别核心生物标志物,并绘制受试者工作特征(ROC)曲线以评估诊断价值。最后,采用单样本基因集富集分析(ssGSEA)和基因集富集分析(GSEA)评估纤维肌痛综合征的免疫细胞浸润情况及通路富集。结果与结论:①对GSE67311数据集按照log2|(FC)|>0,P<0.05的条件进行差异分析后获得8个下调的差异表达基因;进行WGCNA分析后获得正相关性最高(r=0.22,P=0.04)的模块(MEdarkviolet)内含基因497个,负相关性最高(r=-0.41,P=6×10-5)的模块(MEsalmon2)内含基因19个;将差异表达基因与WGCNA的2个高相关性模块基因取交集,获得7个基因。②对上述7个基因进行LASSO回归算法筛选出4个基因,进行SVM-RFE机器学习算法筛选出5个基因,两者取交集后确定了3个核心基因,分别为重组1号染色体开放阅读框150蛋白(germinal center associated signaling and motility like,GCSAML)、整合素β8(Integrin beta-8,ITGB8)和羧肽酶A3(carboxypeptidase A3,CPA3);绘制3个核心基因的ROC曲线下面积分别为0.744,0.739,0.734,提示均具有很好的诊断价值,可作为纤维肌痛综合征的生物标志物。③免疫浸润分析结果显示,与对照组相比纤维肌痛综合征患者记忆B细胞、CD56 bright NK细胞和肥大细胞显著下调(P<0.05),且与上述3个生物标志物显著正相关(P 展开更多
关键词 纤维肌痛综合征 生物信息学 器学习 免疫浸润 加权基因共表达网络分析 套索回归 支持向量机递归特征消除算法 单样本基因集富集分析 基因集富集分析
基于旋转FHOG-LBP特征的旋翼无人机动态检测算法 被引量:4
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作者 高庆吉 张金宁 谈政 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第26期270-275,共6页
针对旋翼无人机通过视觉准确、快速检测其他旋翼无人机存在的问题,提出基于旋转FHOG-LBP动态检测算法。首先,针对旋翼无人机特有的外形和运动状态,通过形成的样本库建立外部结构模型;其次,将方向梯度直方图(HOG)进行傅里叶变换,使其具... 针对旋翼无人机通过视觉准确、快速检测其他旋翼无人机存在的问题,提出基于旋转FHOG-LBP动态检测算法。首先,针对旋翼无人机特有的外形和运动状态,通过形成的样本库建立外部结构模型;其次,将方向梯度直方图(HOG)进行傅里叶变换,使其具有快速旋转不变性,在局部二进制模式(LBP)上加入角度旋转偏移值,进行串行融合得到旋转FHOG-LBP特征,使用支持向量机递归特征消除算法(SVM-RFE)进行训练,并使用滑动窗口的检测算法对目标进行检测;最后,通过无人机动态目标测试集进行了实验,实验结果表明,提出的动态检测算法比传统方法精度和时效提高。因此,该方法可以解决具有动态变化或旋转变化的目标检测困难的问题。 展开更多
关键词 检测旋翼无人 特征融合 支持向量机递归特征消除算法 动态目标检测
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基于GFCC-SVM-RFE的电力设备声音特征提取方法 被引量:2
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作者 王赵国 韦存海 +3 位作者 彭雅妮 武明路 李军彬 翟永杰 《电力信息与通信技术》 2022年第9期34-42,共9页
火电厂电力设备声音包含了丰富的有效信息,但受限于复杂环境噪声,使得有效特征提取极其困难。为解决这一问题,文章提出一种基于GFCC-SVM-REF的特征提取方法,并在现场采集的6种设备运行声音、加入ESC-50公共数据集中的环境干扰音以及对... 火电厂电力设备声音包含了丰富的有效信息,但受限于复杂环境噪声,使得有效特征提取极其困难。为解决这一问题,文章提出一种基于GFCC-SVM-REF的特征提取方法,并在现场采集的6种设备运行声音、加入ESC-50公共数据集中的环境干扰音以及对原始设备声音加入不同分贝的高斯白噪声这3类数据上对2种经典语音识别领域的特征提取方法进行抗噪性和准确性的对比。仿真结果表明,针对所研究的数据集,GFCC-SVM-RFE方法在10 dB和20 dB的高斯白噪声下分别达到了81.04%和96.88%的准确率。 展开更多
关键词 电力设备 声音特征提取 环境噪音 梅尔频率倒谱系数 伽马通频率倒谱系数 支持向量机递归特征消除
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基于机器学习算法筛选鼻咽癌诊断基因标志物的研究 被引量:1
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作者 王艺任 刘艾艾 +2 位作者 詹翔 罗颜 周平 《实用临床医药杂志》 CAS 2023年第7期6-11,共6页
目的基于最小绝对收缩和选择算子(LASSO)算法与支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)算法筛选用于鼻咽癌(NPC)诊断的特征基因标志物。方法从GEO数据库下载基因表达微阵列数据集GSE53819、GSE13597作为训练集,从GTEx数据库、ICGC数据库分别... 目的基于最小绝对收缩和选择算子(LASSO)算法与支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)算法筛选用于鼻咽癌(NPC)诊断的特征基因标志物。方法从GEO数据库下载基因表达微阵列数据集GSE53819、GSE13597作为训练集,从GTEx数据库、ICGC数据库分别下载转录组测序数据集GTEx-NPC、ICGC-NPC作为训练集、验证集。通过基因表达差异分析筛选NPC相关差异表达基因(DEGs),再通过LASSO算法和SVM-RFE算法分别筛选3个训练集中的NPC诊断特征基因。结合外部验证集,通过受试者工作特征(ROC)曲线的曲线下面积(AUC)评估特征基因对NPC的诊断效能。结果本研究共筛选出582个NPC相关DEGs,包括156个高表达DEGs和426个低表达DEGs;基于LASSO算法与SVM-RFE算法,GSE53819、GSE13597、GTEx-NPC数据集均筛选出3个关键诊断特征基因HOXA10、AFF3、SHISA3,且GTEx-NPC数据集另有1个特征基因PLAU;ROC曲线分析结果显示,特征基因HOXA10、AFF3、SHISA3、PLAU在各数据集中诊断NPC的AUC均大于0.7,具有良好的诊断效能。结论基于LASSO算法和SVM-RFE算法可筛选出4个潜在的NPC诊断特征基因标志物,且外部验证结果显示这些基因标志物在诊断NPC方面具有良好效能,这为NPC的早期诊断和相关基因的分子机制研究提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 鼻咽癌 基因组学 器学习 生物信息学 支持向量机递归特征消除 套索回归
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