神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用研究.pdf

1、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)近幾年迅速發(fā)展起來(lái)的集神經(jīng)科學(xué)、信息科學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)于一體的交叉學(xué)科，它是一種將生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)、功能等方面的理論抽象、簡(jiǎn)化及模擬而構(gòu)成的信息處理系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的應(yīng)用已滲透到各個(gè)領(lǐng)域，并取得了令人矚目的進(jìn)展?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)受益于高科技的發(fā)展，各種前沿科學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲入醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，使醫(yī)學(xué)得到了飛快的發(fā)展。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)憑借其自身的優(yōu)點(diǎn)，已被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域的信號(hào)處理、特征提取、模式識(shí)別等方面，并取得了可喜的成果，引起了眾多研究者的關(guān)

2、注。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的發(fā)展前景。目前，在醫(yī)學(xué)診斷中應(yīng)用較多的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但是，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法在醫(yī)學(xué)診斷的應(yīng)用中還存在收斂速度慢、隱含層單元數(shù)難以確定等缺陷，本文圍繞這些問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)分析和探討，有針對(duì)性的提出了解決方案，并應(yīng)用于具體的醫(yī)學(xué)診斷實(shí)例。主要工作及結(jié)論歸納如下： (1)在對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)學(xué)診斷及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用研究進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

3、展開(kāi)研究。詳細(xì)分析了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及學(xué)習(xí)規(guī)則，針對(duì)該網(wǎng)絡(luò)收斂速度慢及隱含層單元難以確定的缺陷，分析并總結(jié)了多種改進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，在此基礎(chǔ)上，提出了一種確定最佳隱含層單元數(shù)的方法--邊界數(shù)限定確定隱含層單元數(shù)的方法，并進(jìn)行了比較分析，驗(yàn)證了這種方法的可行性和優(yōu)越性，有效的優(yōu)化了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 (2)在對(duì)模塊化網(wǎng)絡(luò)分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，將上述優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及模塊化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷的具體實(shí)--帕金森病的診斷，通過(guò)將帕金

4、森病的診斷指標(biāo)分類(lèi)建立各自的BP診斷網(wǎng)，各類(lèi)診斷網(wǎng)先單獨(dú)測(cè)定，然后將它們各自的結(jié)果綜合起來(lái)得出最后的判斷。結(jié)果表明：相對(duì)于未改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，該方案提高了帕金森患者和非帕金森患者的正確檢出率，降低了帕金森患者和非帕金森患者的誤診率。 本文主要有以下創(chuàng)新點(diǎn)： (1)針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層單元數(shù)難以確定的缺陷，提出了一種確定最佳隱含層單元數(shù)的方法--邊界數(shù)限定確定隱含層單元數(shù)的方法，優(yōu)化了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，并驗(yàn)證了這種方法的可行