1.一種基于增量式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的高血脂癥預(yù)測(cè)方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟(1)、獲取醫(yī)院高血脂癥治病病因病理數(shù)據(jù)源與病人日常監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),從而建立高血脂癥日常數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù);
步驟(2)、根據(jù)步驟(1)建立的高血脂癥日常數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以離線的方式對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練,以得到訓(xùn)練好的高血脂癥病理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型;
步驟(3)、通過智能監(jiān)控設(shè)備對(duì)用戶的日常生活數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并將采集的日常生活數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器,服務(wù)器將用戶的日常生活數(shù)據(jù)保存至用戶日常數(shù)據(jù)記錄表中;
步驟(4)、從用戶日常數(shù)據(jù)記錄表中提取當(dāng)日數(shù)據(jù),形成n維向量,并對(duì)n維向量做歸一化處理后輸入步驟(2)中訓(xùn)練好的高血脂癥病理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行高血脂癥危險(xiǎn)程度概率預(yù)測(cè),得到高血脂癥概率結(jié)果數(shù)組P,服務(wù)器將數(shù)組P中最高概率對(duì)應(yīng)的高血脂癥危險(xiǎn)程度值W傳送給智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備;
步驟(5)、智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備接收服務(wù)器傳送的高血脂癥危險(xiǎn)程度值W后,判斷高血脂癥危險(xiǎn)程度值W是否大于等于3,如果大于等于3,則警示器警示以提醒用戶,如果小于3,則警示器不警示;
步驟(6)、當(dāng)用戶接收到警示器警示時(shí),用戶自行去醫(yī)院檢查,并將檢查結(jié)果通過智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備傳送回服務(wù)器,服務(wù)器判斷檢查結(jié)果是否正確,如果檢查結(jié)果錯(cuò)誤,則說明高血脂癥病理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確,如果檢查結(jié)果正確,則說明高血脂癥病理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確;
步驟(7)、當(dāng)檢查結(jié)果錯(cuò)誤時(shí),從用戶日常數(shù)據(jù)記錄表中抽取m天內(nèi)的記錄保存至增量數(shù)據(jù)表中,當(dāng)增量數(shù)據(jù)表中的記錄數(shù)量大于h條時(shí),執(zhí)行增量式算法,對(duì)高血脂癥病理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正;
步驟(8)、重復(fù)步驟(3)~(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增量式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的高血脂癥預(yù)測(cè)方法,其特征在于,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層為n個(gè)節(jié)點(diǎn),隱含層個(gè)數(shù)為n*2+1,輸出層為1個(gè)節(jié)點(diǎn),從高血脂癥日常數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)表中提取k條記錄進(jìn)行訓(xùn)練,每條記錄是一個(gè)n維向量,所有數(shù)據(jù)在使用前先經(jīng)歸一化處理,使其數(shù)值在[0,1]區(qū)間,然后執(zhí)行如下步驟對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練:
1)輸入一個(gè)n維向量到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,計(jì)算神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中所有的權(quán)向量到該輸入n維向量的距離,距離最近的神經(jīng)元即為獲勝神經(jīng)元,其計(jì)算公式如下:
其中:Wk是獲勝神經(jīng)元的權(quán)向量,||...||為歐幾里得距離;
2)調(diào)整獲勝神經(jīng)元和獲勝神經(jīng)元領(lǐng)域內(nèi)的神經(jīng)元的權(quán)向量,公式如下:
其中:Wj(t)是神經(jīng)元;Wj(t+1)是調(diào)整前和調(diào)整后的權(quán)向量;j屬于獲勝神經(jīng)元領(lǐng)域;α(t)是學(xué)習(xí)率,它是隨著迭代次數(shù)的增加逐漸遞減的函數(shù),取值范圍為[0 1],經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)選取最佳學(xué)習(xí)率為0.71;Dj是神經(jīng)元j與獲勝神經(jīng)元的距離;σ(t)是隨著時(shí)間遞減的函數(shù);每一次迭代都將所有輸入n維向量輸入到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行訓(xùn)練,當(dāng)達(dá)到規(guī)定的迭代次數(shù)后,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增量式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的高血脂癥預(yù)測(cè)方法,其特征在于,智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備將檢查結(jié)果傳送回服務(wù)器的結(jié)果信息的格式為:{醫(yī)生實(shí)際判斷的高血脂癥危險(xiǎn)程度值},服務(wù)器在接收到結(jié)果信息后,判斷檢查結(jié)果是否正確。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增量式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的高血脂癥預(yù)測(cè)方法,其特征在于,對(duì)高血脂癥病理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正的增量式算法為:
把增量數(shù)據(jù)表中的每條向量V{V1,V2,…,Vn},傳送至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型學(xué)習(xí)函數(shù)中進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)步驟如下:
1)首先對(duì)輸出層各權(quán)向量賦小隨機(jī)數(shù)并做歸一化處理,然后利用輸入模式向量V的平均值A(chǔ)vg(V),初始化為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型第0層中唯一神經(jīng)元的權(quán)值,并設(shè)置為獲勝神經(jīng)元,計(jì)算其量化誤差QE;
2)從第0層的神經(jīng)元中拓展出一個(gè)2×2結(jié)構(gòu)SOM,并將其層次標(biāo)識(shí)Layer 置為1;
3)對(duì)于第Layer層中拓展出的每一個(gè)2×2結(jié)構(gòu)SOM子網(wǎng),初始化這4個(gè)神經(jīng)元的權(quán)值;將第i個(gè)神經(jīng)元的輸入向量集合Ci設(shè)置為空,主標(biāo)簽置為NULL,神經(jīng)元i的主標(biāo)簽比率ri置為0;新的SOM的異常預(yù)警數(shù)據(jù)向量V繼承其父神經(jīng)元的獲勝輸入向量集合VX;
4)從VX中挑選一個(gè)向量VXi做以下判斷:
如果VXi為不帶標(biāo)簽的數(shù)據(jù),則計(jì)算它與每個(gè)神經(jīng)元的歐氏距離,選擇距離最短的神經(jīng)元作為獲勝神經(jīng)元;
如果VXi為帶標(biāo)簽的數(shù)據(jù),則選擇主標(biāo)簽與VXi的標(biāo)簽相同且ri值最大的神經(jīng)元作為獲勝神經(jīng)元,更新該獲勝神經(jīng)元主標(biāo)簽;
如果找不到主標(biāo)簽與VXi的標(biāo)簽相同的神經(jīng)元,則找到與VXi距離最近的神經(jīng)元i作為獲勝神經(jīng)元;
5)對(duì)獲勝神經(jīng)元及其鄰域內(nèi)神經(jīng)元的權(quán)值進(jìn)行調(diào)整,更新獲勝向量集合W=W∪{VXi},計(jì)算獲勝神經(jīng)元的主標(biāo)簽、主標(biāo)簽比率ri和信息熵Ei.如果未達(dá)到預(yù)定訓(xùn)練次數(shù),則轉(zhuǎn)步驟4);
6)計(jì)算經(jīng)調(diào)整后的該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中每個(gè)神經(jīng)元的量化誤差QEi、神經(jīng)元信息熵Ei和子網(wǎng)的平均量化誤差MQE,公式如下:
其中:Wi為神經(jīng)元i的權(quán)值向量,Ci為映射到神經(jīng)元i的所有輸入向量構(gòu)成的集合;
其中:ni表示落在神經(jīng)元上標(biāo)簽為i的樣本個(gè)數(shù),m表示落在神經(jīng)元上有標(biāo)簽數(shù)據(jù)的總數(shù),T表示落在神經(jīng)元上的樣本標(biāo)簽種類集合;
然后判斷:
如果MQE>父節(jié)點(diǎn)的QE×閾值q,其中q=0.71,則在該SOM中插入一行神經(jīng)元,轉(zhuǎn)步驟4);
如果Ei>父節(jié)點(diǎn)的Ei×閾值p,其中p=0.42,則從該神經(jīng)元上長(zhǎng)出一層新的 子網(wǎng),將新長(zhǎng)出的子網(wǎng)增加到Layer+1層的子網(wǎng)隊(duì)列中;
如果SOM中沒有插入新的神經(jīng)元也沒有長(zhǎng)出新的子網(wǎng),說明該子網(wǎng)訓(xùn)練完成;
7)對(duì)于新拓展出的Layer+1層的所有2×2結(jié)構(gòu)SOM,迭代運(yùn)行步驟3)~5)對(duì)其重新進(jìn)行訓(xùn)練,直至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型不再產(chǎn)生新的神經(jīng)元和新的分層,整個(gè)訓(xùn)練結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增量式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的高血脂癥預(yù)測(cè)方法,其特征在于,在步驟(4)中,得到的高血脂癥概率結(jié)果數(shù)組P為一個(gè)6維變量,其6維變量分別為6個(gè)高血脂癥危險(xiǎn)程度概率,把6個(gè)高血脂癥危險(xiǎn)程度概率中最高概率對(duì)應(yīng)的高血脂癥危險(xiǎn)程度值W傳送給智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備;在步驟(5)中,當(dāng)高血脂癥危險(xiǎn)程度值W=1時(shí)表示理想,W=2時(shí)表示正常,W=3時(shí)表示亞健康,W=4時(shí)表示危險(xiǎn),W=5時(shí)表示非常危險(xiǎn),W=6時(shí)表示患病。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增量式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的高血脂癥預(yù)測(cè)方法,其特征在于,如果用戶通過其他方式包括體檢和自查,得知自己已患高血脂癥,而智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備的警示器沒有警示,則表示智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備判斷不準(zhǔn)確,此時(shí)執(zhí)行步驟(6)~(7),智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備把結(jié)果信息傳送到服務(wù)器上。
7.一種采用權(quán)利要求1~7所述高血脂癥預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)系統(tǒng),其特征在于,包括智能監(jiān)控設(shè)備、智能設(shè)備數(shù)據(jù)采集器、服務(wù)器和智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備,所述智能監(jiān)控設(shè)備與所述智能設(shè)備數(shù)據(jù)采集器相連接,所述智能設(shè)備數(shù)據(jù)采集器通過通訊裝置一與所述服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通訊,所述智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備通過通訊裝置二與所述服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)通訊。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述高血脂癥預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述智能家庭高血脂癥護(hù)理設(shè)備上設(shè)置有警示器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述高血脂癥預(yù)測(cè)方法的預(yù)測(cè)系統(tǒng),其特征在于,所述智能監(jiān)控設(shè)備包括智能穿戴設(shè)備、智能水杯、智能體重稱、智能馬桶和智能光感設(shè)備。