基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大腸早癌診斷系統(tǒng)研究.pdf

1、激光誘導(dǎo)自體熒光(laser induced fluorescence，LIF)光譜是近年發(fā)展起來的腫瘤診斷新方法，與其他傳統(tǒng)診斷方法相比，具有靈敏、快速、簡便、無創(chuàng)傷及無毒副作用等優(yōu)點，為探索腫瘤早期診斷、治療提供了一種全新思路和方法。 本課題結(jié)合國家“十五”攻關(guān)重點課題結(jié)腸早癌自體熒光診斷系統(tǒng)，由衛(wèi)生部肝膽腸外科研究中心、提供大腸癌組織自體熒光光譜，通過建立豐富的實驗數(shù)據(jù)資源庫，全面分析與深入對比了不同熒光光譜的分布特征，通

2、過采用嚴(yán)格的數(shù)理統(tǒng)計方法來分析熒光光譜特征分析，并結(jié)合建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光譜識別系統(tǒng)，研究了一種具有自適應(yīng)的熒光光譜診斷識別系統(tǒng)，獲得了較好的臨床診斷敏感性和特異性，為大腸癌自體熒光光譜智能診斷系統(tǒng)的開發(fā)提供了較好的基礎(chǔ)。具體來說，論文主要進(jìn)行了如下方面的工作： (1)論文首先利用數(shù)理統(tǒng)計理論，采用SPSS工具，用t檢驗對22例大腸組織自體熒光強(qiáng)度值進(jìn)行t檢驗分析，得出在熒光光譜在總體上不存在統(tǒng)計上的顯著性差異，在431-437n

3、m、631-638nm、717-724nm處大腸癌組織熒光強(qiáng)度值與正常組織間進(jìn)行對照，發(fā)現(xiàn)大部分樣本具有顯著差異(P<0.1)，少量樣本不存在統(tǒng)計意義上的差異性。結(jié)論：說明從統(tǒng)計意義上不能區(qū)分正常組織與癌組織。 (2)在上面得到的初步結(jié)論的基礎(chǔ)上，不經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗與處理，論文直接采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，對16例癌變組織與6例正常組織進(jìn)行識別，在對16例癌組織與6例正常組織進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練后。 得到的結(jié)論為：直接BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別方

4、法對第三代儀器采集的數(shù)據(jù)15測試數(shù)據(jù)的測試準(zhǔn)確性為46.67﹪。證明直接的數(shù)據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別還達(dá)不到臨床要求。 (3)為消除干擾數(shù)據(jù)的影響，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了清洗與預(yù)處理，提出了一種峰值查找與計算方法，以及一整套數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與整理方法，然后在此基礎(chǔ)上提出了一種基于數(shù)理統(tǒng)計的數(shù)學(xué)判別方程。 結(jié)論為：運(yùn)用本文提出的峰值查找方法，較快速地從光譜中分離出了峰值特征區(qū)域。峰值數(shù)學(xué)判別方程分別由峰度，尖峰與平滑絕對與相對差等因素組成。即F=W<

5、,1>×Q<,1>+W<,2>×Q<,2>+W<,3>×Q<,3>+W<,4>×Q<,4>+W<,5>×Q<,5>，若F<32判為大腸正常組織，若F>32判為大腸癌組織。隨后采用了35標(biāo)本進(jìn)行檢驗，識別的準(zhǔn)確率為93.4﹪。 (4)結(jié)合數(shù)據(jù)整理與清洗后，再利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了識別。 結(jié)果：綜合以上因素的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對35例待識別樣本的準(zhǔn)確率為34個正確，1個判誤，準(zhǔn)確率為97.1﹪。課題研究成果對推動激光誘導(dǎo)自體熒光診