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多发性肌炎或皮肌炎患者亚临床心脏受累的磁共振心肌分层应变特征及诊断价值

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中国医学影像学杂志 2022年第7期30卷 648-654页

作者：邓巧余刘玉徐源蔚徐紫谦李为昊孙家瑜陈玉成四川大学华西医院放射科四川成都610041 川北医学院附属医院放射科四川南充637001 四川大学华西医院心内科四川成都610041

目的采用基于心脏磁共振电影成像的形变配准算法(DRA)分层应变分析技术研究多发性肌炎或皮肌炎患者的左心室心肌分层应变特征,并进一步探讨其在该类患者亚临床心脏受累中的诊断价值。资料与方法前瞻性纳入2016年1月—2017年12月于四川... 详细信息

目的采用基于心脏磁共振电影成像的形变配准算法(DRA)分层应变分析技术研究多发性肌炎或皮肌炎患者的左心室心肌分层应变特征,并进一步探讨其在该类患者亚临床心脏受累中的诊断价值。资料与方法前瞻性纳入2016年1月—2017年12月于四川大学华西医院确诊的37例左心室射血分数保留的多发性肌炎或皮肌炎(研究组),并纳入37例年龄、性别匹配的健康志愿者作为对照组。采用DRA心肌分层应变分析技术,分别在左心室基底、中部、近心尖3个平面短轴电影图像及左心室长轴电影图像上测量所有受检者的整体和分层心肌应变参数:整体径向应变(GRS)、整体周向应变(GCS)、整体纵向应变(GLS);心内膜下、中层、外膜下应变(RS/CS/LSsub-endo/mid/sub-epi),以及跨壁周向应变梯度(CSGendo-epi)、基底-心尖纵向应变梯度(LSGbase-apex)。比较两组各参数的差异,采用受试者工作特征曲线分析各应变参数对多发性肌炎/皮肌炎患者的诊断效能。结果与对照组比较,研究组GRS、GCS、GLS均较低(t=-2.144、2.432、2.435,P均<0.05);研究组左心室基底层面RSsub-endo、LSsub-endo、LSmid、LSepi较低(t=-2.493、4.381、3.148、2.260,P均<0.05);基底、中部、心尖3个层面的CSsub-endo均较低(t=4.575、2.232、2.901,P均<0.05);研究组CSGendo-epi、LSGbase-apex均较低(t=-6.269、-4.929,P均<0.05)。受试者工作特征曲线显示,在整体应变参数及应变梯度参数中,CSGendo-epi的曲线下面积最大(0.855),LSGbase-apex次之(0.776),GRS、GCS、GLS较低(分别为0.606、0.646、0.630)。结论基于DRA应变技术分析的应变梯度参数可以鉴别诊断多发性肌炎或皮肌炎患者亚临床心功能受损。

关键词：磁共振成像多发性肌炎皮肌炎分层应变分析

指标普适规范变换的环境质量智能预测模型及应用

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指标普适规范变换的环境质量智能预测模型及应用

作者：徐源蔚成都信息工程大学

学位级别：硕士

人类赖以生存的水环境、空气环境、生态环境、水文和水资源环境等各种不同环境的现状和未来关系到人类的生存和发展,关系到社会的文明和整体的和谐,因此,我们需要保护、管理和规划好人类的生存环境空间。为此,迫切需要建立能用于各类环... 详细信息

人类赖以生存的水环境、空气环境、生态环境、水文和水资源环境等各种不同环境的现状和未来关系到人类的生存和发展,关系到社会的文明和整体的和谐,因此,我们需要保护、管理和规划好人类的生存环境空间。为此,迫切需要建立能用于各类环境系统预测的数学模型。其目的在于掌握环境质量现状及其发展趋势,为开展环境质量评价、预报等提供基础数据和手段。因而环境预测既是环境管理部门进行环境择优决策的依据,也是其制定环境规划的基础。当前,广泛用于不同领域的预测模型有基于统计理论的自回归分析、多元(线性、非线性)回归分析、逐步回归分析等统计预测模型;基于模糊分析、灰色分析、集对分析等不确定性分析的预测模型;基于神经网络、投影寻踪和支持向量机的智能预测模型。上述预测模型各有其特点,并皆在预测中取得了一定成效。各种统计预测模型虽然能在一定程度上反映影响因子与预测变量之间具有的随机性特征,但统计预测模型不能反映影响因子与预测变量之间具有的模糊性、不相容性、不确知性等不确定性特征,且只对大样本数建模才有意义;各种不确定性分析预测模型虽然各自考虑了影响因子与预测变量之间具有的某些不确定性特征,但需对预测变量的不同影响因子,设计不同的影响函数,当影响因子数和样本数较多时,函数设计和计算工作量皆很大,而且函数设计具有一定的人为性;各种智能预测模型因一般都具有自学习、自适应和非线性映射等能力,因而适用于高维、非线性问题的预测建模,但需要优化的模型参数往往会随影响因子数的增多而急剧增加,因此,当影响因子数较多时,不仅使模型结构和编程变得复杂,运算量加大,而且学习效率和模型精度皆受到影响,因而实用性亦受到一定的限制。针对现有的环境预测模型存在的不足,本文将规范变换思想及智能优化算法相结合,建立了不同环境系统都适用的基于规范变换的前向神经网络(NV-FNN)模型、投影寻踪回归(NV-PPR)模型和回归支持向量机(NV-SVR)预测模型;规范变换思想与优化算法相结合为环境质量智能预测模型的简化、普适、规范和统一开辟了新途径。本文结合国家自然科学基金项目(51179110,51209024)和科技基础性工作专项项目(2011IM011000),建立了基于预测变量及其影响因子规范变换的环境系统的智能预测模型。慨括起来,本文完成的主要内容有:1)提出了适用于各种环境系统预测变量及其影响因子的参照值和规范变换式的设计原则和方法。(第2章)2)将规范变换思想与优化算法相结合,提出了基于规范变换的环境质量预测的前向神经网络模型(NV-FNN)、投影寻踪回归模型(NV-PPR)和回归支持向量机模型(NV-SVR),并对三种智能模型的可靠性及精确度进行了理论分析。(第3章)3)将基于规范变换的三种智能预测模型应用于10个不同样本数和多影响因子的水环境、空气环境、水文及水资源环境等实例预测分析,并对每个实例进行了精确度检验,与其他多种预测方法的预测结果进行了比较。(第4、5两章)4)将基于规范变换的三种智能预测模型用于5个水环境、空气环境系统时间序列的实例预测分析,并对每个实例预测结果进行了精确度检验,与其他多种传统预测方法的预测结果进行了比较。(第6章)5)比较了指标规范变换的智能预测模型与其他多种预测模型的特性,并在总结规范变换的环境系统智能预测建模思想和方法基础上,对其在相关学科和领域的应用前景进行了展望。成果的主要创新点为:(1)提出了适用于任意环境系统的预测变量及其影响因子的参照值和规范变换式设置原则和方法,使参照值和规范变换式的设置具有可操作性、规范性和简单性,从而使对任意多个影响因子的预测建模都可简化为只对一个“等效”规范因子的预测建模,极大地减少了预测建模所需的影响因子的数目。(2)提出了基于规范变换的任意环境系统的前向神经网络(NV-FNN)、投影寻踪回归(NV-PPR)和回归支持向量机(NV-SVR)三种智能预测模型,使预测模型的结构变得简化、普适、规范和统一,并在一定程度上提高了学习效率和模型求解精度。(3)给出了基于规范变换的三种智能预测模型的可靠性分析证明;提出了为提高模型预测结果精确度的误差修正新方法。

关键词：环境质量预测智能预测模型规范变换前向神经网络投影寻踪回归回归支持向量机

基于规范变换与误差修正的回归支持向量机的环境系统预测

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环境科学学报 2018年第3期38卷 1235-1244页

作者：李祚泳汪嘉杨徐源蔚成都信息工程大学资源环境学院成都610225

为了建立不同环境系统皆能规范、统一、简洁、实用的回归支持向量机预测模型,针对传统的回归支持向量机预测模型存在结构不能普适、规范和统一及用于大样本、多因子预测会出现学习效率低、求解精度差的局限,提出适用于环境系统预测量及... 详细信息

为了建立不同环境系统皆能规范、统一、简洁、实用的回归支持向量机预测模型,针对传统的回归支持向量机预测模型存在结构不能普适、规范和统一及用于大样本、多因子预测会出现学习效率低、求解精度差的局限,提出适用于环境系统预测量及其影响因子参照值和规范变换式的设计原则和方法,使规范变换后的影响因子皆"等效"于同一个规范影响因子;为提高样本的预测精度,还提出预测样本的模型输出的误差修正法.在对环境系统的预测量及其影响因子进行规范变换的基础上,由有m个规范影响因子的每个建模样本生成m个"等效"训练样本,从建模样本中,选择各影响因子的最大规范值组成训练样本集的"参考样本",计算核函数中每个训练样本相对于"参考样本"的范数;并应用优化算法优化模型参数,建立适用于预测量及其影响因子规范值的仅有2个或3个支持向量的两种简单结构的回归支持向量机预测模型.将基于规范变换的两种简单结构的回归支持向量机模型与相似样本误差修正法相结合,用于河津大桥监测断面6个样本的COD月平均值预测,并与多种传统预测模型和方法进行了比较.结果表明:对同一个预测样本,两种模型的预测值十分接近;此外,两种预测模型用于6个样本预测,其相对误差绝对值的平均值分别为2.09%、2.79%,均远小于传统的投影寻踪回归预测的41.63%、支持向量机预测的40.99%、灰色神经网络预测的25.94%和马尔可夫预测的10.16%;而两种预测模型对异常样本预测的最大的相对误差绝对值分别为5.85%、5.13%,更加远远小于传统的4种预测模型的169.07%、180.45%、68.44%、41.96%.两种基于规范变换的回归支持向量机预测模型简洁、普适、规范和统一,避免了"大样本数困难",提高了学习效率和模型的预测精确度,对其他预测建模法也有借鉴作用.

关键词：环境系统规范变换预测模型回归支持向量机核函数

规范变换与误差修正结合的环境系统的前向网络和投影寻踪预测模型

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环境科学学报 2019年第6期39卷 2053-2070页

作者：李祚泳汪嘉杨徐源蔚成都信息工程大学资源环境学院

为了建立适用于环境系统的结构简洁、形式统一、程序规范、应用普适的神经网络和投影寻踪回归预测模型,针对传统的神经网络和投影寻踪回归用于多因子、大样本预测建模,存在模型结构复杂、学习效率低的局限,提出设置环境系统预测量及其... 详细信息

为了建立适用于环境系统的结构简洁、形式统一、程序规范、应用普适的神经网络和投影寻踪回归预测模型,针对传统的神经网络和投影寻踪回归用于多因子、大样本预测建模,存在模型结构复杂、学习效率低的局限,提出设置环境系统预测量及其影响因子参照值和规范变换式的原则和方法,使规范变换后的影响因子皆“等效”于同一个规范影响因子,从而将多因子的的预测建模简化为等效规范因子的预测建模,使模型结构得到极大地简化,提高了学习效率;此外,为了提高预测模型的预测精度,还提出了对预测样本的模型输出值的误差修正公式.在对环境系统的预测量及其影响因子进行规范变换的基础上,将m个规范影响因子的每个建模样本组成m个“等效”训练样本,应用免疫进化算法优化模型参数,分别建立适用于环境系统的2个或3个规范影响因子的前向神经网络和投影寻踪回归两类预测模型;并依据误差理论,对误差修正公式修正后的模型预测精度的提高进行了严格的数学论证.将基于规范变换与相似样本误差修正相结合的两类预测模型,用于某市5个点位的SO2浓度预测,并与6种传统预测模型和方法的预测结果进行了比较.结果表明:对同一个预测样本,同类模型的两种不同结构的的预测值及其相对误差都几乎完全相同或彼此相差甚小;此外,两种不同结构的两类预测模型用于5个样本预测,其相对误差绝对值的平均值分别为2.59%、2.67%;2.18%、2.62%,均远小于传统BP神经网络模型的25.72%、传统PPR模型的14.20%、传统SVR模型的22.13%、模糊识别模型的21.57%、组合算子模型的18.36%和多元回归模型的25.31%;而两类模型预测的最大的相对误差绝对值分别为4.11%和3.57%,更加远远小于传统的6种预测模型的37.18%、56.07%、27.40%、32.14%、38.38%和60.26%.实例分析结果证实了误差修正公式对提高模型预测精度具有切实可行性.基于规范变换与误差修正相结合的前向神经网络和投影寻踪回归两类预测模型不仅避免了“维数灾难”,提高了学习效率和模型的预测精确度,而且具有简洁、普适、规范、统一和稳定的特点,对其他预测建模也有借鉴作用.

关键词：环境系统规范变换预测模型前向神经网络投影寻踪回归

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基于投影寻踪回归的规范指标的气象灾情评估

应用气象学报 2016年第4期27卷 480-487页

作者：李祚泳徐源蔚汪嘉杨刘韵成都信息工程大学资源环境学院成都610225

科学合理地评估气象灾害造成的损失,对减灾、防灾决策具有重要意义。为了建立不同气象灾害系统均能适用的投影寻踪回归(projiection pursuit regression,PPR)矩阵表示灾情评估模型,在对气象灾情指标值进行规范变换基础上,规范变换后的... 详细信息

科学合理地评估气象灾害造成的损失,对减灾、防灾决策具有重要意义。为了建立不同气象灾害系统均能适用的投影寻踪回归(projiection pursuit regression,PPR)矩阵表示灾情评估模型,在对气象灾情指标值进行规范变换基础上,规范变换后的各指标皆等效于同一个规范指标,因而只需构建对任意2个规范指标值适用的投影寻踪回归(proiection pursuit regression based on normalized index value,NV—PPR)NV—PPR(2)模型和3个规范指标值适用的投影寻踪回归NV—PPR(3)模型;对3个以上指标的气象灾害系统NV—PPR建模,只需将其分解为若干个NV—PPR(2)模型和(或)NV-PPR(3)模型的组合即可。模型用于广东省台风和重庆市两起雷电灾情评估,并与其他方法的评估结果进行比较。结果表明:基于NV-PPR的气象灾情评估模型不受指标数量的限制,具有简单、实用的特点,该模型还可推广为适用于其他灾情评估。

关键词：规范变换指标规范值投影寻踪回归气象灾害灾情评估

基于前向神经网络的广义环境系统评价普适模型

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环境科学学报 2015年第9期35卷 2996-3005页

作者：李祚泳徐源蔚汪嘉杨刘韵成都信息工程学院资源环境学院成都610225

为了建立由水环境、空气环境、生态环境、水资源环境、灾害环境、遥感环境、社会经济环境等不同环境系统组成的广义环境系统评价都能普适、通用的神经网络模型,针对BP神经网络因收敛速度慢、易于陷入局部极值而使实用性受限的缺陷,提出... 详细信息

为了建立由水环境、空气环境、生态环境、水资源环境、灾害环境、遥感环境、社会经济环境等不同环境系统组成的广义环境系统评价都能普适、通用的神经网络模型,针对BP神经网络因收敛速度慢、易于陷入局部极值而使实用性受限的缺陷,提出以双极性sigmoid函数作为网络隐层节点(神经元)的激活函数,而网络输出为所有隐层节点输出的线性求和的前向神经网络的广义环境系统评价模型.在设置广义环境系统指标参照值和指标值规范变换式,并对指标值进行规范变换的基础上,分别构建了适用于广义环境系统评价的任意2个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(2)结构)和任意3个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(3)结构).而对于指标较多的广义环境系统评价,只要将多指标分解为以上2个指标和3个指标的两种简单结构的前向神经网络的广义环境系统评价模型的组合表示即可.理论分析和实例检验结果表明:该模型对任意广义环境系统的规范指标值皆普适、通用,因而使不同环境系统的评价变得简洁、统一.规范变换和优化算法相结合的建模思想和方法对简化广义环境系统评价的多元回归、投影寻踪回归、回归支持向量机和径向基神经网络建模亦有借鉴和启迪作用.

关键词：广义环境系统前向神经网络规范变换环境评价普适模型

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海水水质评价的突变模糊指数公式及效果验证

环境科学与技术 2015年第6期38卷 192-196页

作者：徐源蔚李祚泳汪嘉杨成都信息工程学院资源环境学院四川成都610225

为了使突变模糊评价指数公式不受指标数多少的限制和评价指数值的分级标准不随指标的不同和指标数的不同而变化,通过适当设定海水各项指标的参照值及指标值的规范变换式,使海水不同指标的同级标准的规范值差异较小,从而用规范值表示的... 详细信息

为了使突变模糊评价指数公式不受指标数多少的限制和评价指数值的分级标准不随指标的不同和指标数的不同而变化,通过适当设定海水各项指标的参照值及指标值的规范变换式,使海水不同指标的同级标准的规范值差异较小,从而用规范值表示的不同指标皆"等效"于某个规范指标,因此,只需构建海水水质评价的尖点突变和燕尾突变2种突变模糊模型。任意多项指标的海水水质评价可以分解为若干个尖点突变和(或)燕尾突变2种突变模糊评价模型的组合表示。将基于指标规范值的突变模糊指数公式应用于珠江口及青岛某海区的海水水质评价,并将评价结果与BP网络及模糊综合评价法评价结果进行了比较。结果表明,突变模糊指数公式的评价结果与其他方法的评价结果基本一致。与传统的其他评价方法相比,基于指标规范值的突变模糊指数公式具有通用性、普适性和简便性的特点。

关键词：海水水质评价指标规范值规范变换突变理论指数公式

基于集对分析的降水酸度及水质相似预测模型研究

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环境污染与防治 2015年第2期37卷 59-62,88页

作者：徐源蔚李祚泳汪嘉杨成都信息工程学院资源环境学院四川成都610225

应用集对分析法刻画历史样本之间的相似性,用多个最相似的历史样本的加权平均值作为当前样本预测值,建立了基于集对分析的降水酸度及水质相似预测模型(SFM-SPA),并运用该模型进行了降水酸度及水质预测的实例验证。结果表明,在主要影响... 详细信息

应用集对分析法刻画历史样本之间的相似性,用多个最相似的历史样本的加权平均值作为当前样本预测值,建立了基于集对分析的降水酸度及水质相似预测模型(SFM-SPA),并运用该模型进行了降水酸度及水质预测的实例验证。结果表明,在主要影响因子选择适当、历史样本的代表性和相似性较好等限定条件下,利用模型进行环境预测是可行的,它较直观、计算简便,为环境污染预测提供了新的途径。

关键词：集对分析相似预测降水酸度水质预测

基于集对分析的相似模型在地下水位预测中的应用

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水文 2015年第6期35卷 6-10页

作者：徐源蔚李祚泳汪嘉杨成都信息工程学院资源环境学院四川成都610225

地下水位预测能为生态环境保护和地下水资源规划、管理提供科学依据。为了对地下水位动态变化进行准确预测,针对地下水位样本之间的相似性及影响因子与地下水位之间具有的确定、不确定性特征,提出将集对分析与相似预测相结合,从同、异... 详细信息

地下水位预测能为生态环境保护和地下水资源规划、管理提供科学依据。为了对地下水位动态变化进行准确预测,针对地下水位样本之间的相似性及影响因子与地下水位之间具有的确定、不确定性特征,提出将集对分析与相似预测相结合,从同、异、反三方面定量刻画地下水位的当前样本与历史样本之间的相似性,建立了基于集对分析的地下水位相似预测模型,并应用该模型计算地下水位预测值。实例检验结果表明:基于集对分析的地下水位相似预测模型的平均相对误差小于3%。与其他地下水位预测方法相比,该方法用于地下水位预测具有物理概念清晰,计算简便,预测精度较高的特点。

关键词：集对分析相似预测地下水位预测模型