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CT与MRI图像融合的评价方法研究
医学图像融合的效果评价方法有很多,如信息熵、互信息、均方值、峰值信噪比和平均梯度等.但是对于不同的用途,难以给出一个通用的标准.根据CT与MR图像的不同特点,我们对CT与MR图像融合的评价方法进行研究.在分析实验数据的基础上,针对特殊的应用目的,给出了CT与MR图像融合效果评价方法的一个较全面的和有参考价值的选取准则.
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生命的三维控制和心理信息熵增对正常衰老进程的影响
有统计显示,2/3的人类疾病与心理障碍有关,其中心身疾病占1/3,心理对生理的影响日益受到人们的关注.心理因素不仅可以引起精神疾病,诱发心因性疾病甚至恶性肿瘤,还可以影响人们的衰老进程.美国一项涉及10万名女性的多年跟踪调查显示,不善良的人寿命较短[1].荷兰科学家对男性的研究发现,心地善良的男性较心存恶念的男性寿命长.
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系列RNA-seq数据的表达模式聚类方法研究
目的 转录组测序技术为研究特定组织细胞生理状态和分子水平变化提供有力方法.为了建立分子水平变化和组织细胞生理功能之间的关系并排除随机因素的干扰,需要建立基于系列RNA-seq数据的表达模式分析方法.方法 本文提出了一种整合的方法(gene expression cluster method,GECluster)用于对系列样本模式聚类.整合曲线拟合以及信息熵建立模型并提取特征属性,后按照上面模型提供的特征属性对基因进行层次聚类分析.结果 表达趋势一致的基因被很好地聚到一个类别中,功能富集分析发现这些基因具有很强的功能相关性,并与文献报道相吻合.结论 GECluster可以更灵活客观对多样本系列RNA-seq数据挖掘共表达基因,为后期功能分析提供了更有效的研究方案.
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不确定多属性决策方法在老年患者医院感染的病症应用分析
统计2000年1月～2006年12月在广西医科大学第一附属医院老干部保健中心住院的60岁以上老年患者共7085例医院感染的情况,对统计数据分为三个类型,分析老年患者医院感染的特点及诱发因素,为控制医院感染提供指导作用与理论依据.
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信息熵与P值
采用PxLog2 Px计算出设计的苯和放射职业人员及正常人(对照组)的外周血淋巴细胞染色体畸变、SCE 实验信息.通过分析,该法中的相对熵、剩余度指标比常规统计方法中P值作出的判断推理更为客观细致,且计算简便,易于掌握.
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多属性决策方法在中医学研究中的应用
中医临床诊断是从整体上把握疾病的变化特点及其规律的系统医学,诸如地理位置、季节气候、生活环境等外界客观条件以及其他非直接致病因素都会对疾病的发生、发展及演化产生一定影响.尝试综合利用系统多属性评价方法来研究这些非致病因素对中医临床疾病的作用,并提出一套适合中医学临床研究的评价思路与方法.
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信息熵的多属性决策方法在医学上的应用探讨
目的:探讨基于信息熵的多属性决策方法在临床医学上的应用.方法:根据一定数量的阑尾炎病历资料信息,提出方案集与属性集,构造决策矩阵,计算出各属性值输出的信息熵,进而找出属性权重,然后计算出各方案的综合属性值,通过对方案排序择优,确诊阑尾炎的类型.结论:大大减少医生诊断时间,提高诊断效率.
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信息熵在现代生物医学中的应用
从克劳修斯(Clusius)提出热力学熵以来，熵的内涵不断扩大，逐渐形成了信息熵的概念，熵的概念正逐渐引入现代生物医学的研究之中，成为现代医学研究的一种新思路、新方法。本文介绍了熵概念的发展及信息熵在现代物理医学研究中的应用。1 熵概念的发展 1950年Clausius给出了热力学第二表述：不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。它指明了热学过程方向的规律，并说明所有实际热力学过程都是不可逆过程。由此可见，在发生热力学过程的初态和终态之间存在重大性质差别［7］。这种性质如果用一个物理量来量度的话，那么，这个物理量应是一个态函数，而且可从它的变化说明系统发生变化过程的方向性。
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医用综合评价方法研究进展
介绍了TOPSIS法、层次分析法、秩和比法、综合指数法、信息熵、功效系数法、密切值法、模糊综合评价法及综合评分法等各类综合评价方法的基本原理、优缺点及适用领域,并指出目前综合评价存在的突出问题,提出开展基于方法集的组合评价,建立组合评价的计算机系统以改进和完善综合评价方法.
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利用信息熵计算指纹图谱相似度识别江枳壳道地性
目的:以枳壳为模型药物,从信息熵的角度计算指纹图谱的相似度以研究中药的道地性.方法:采用高效液相色谱法分析不同来源枳壳药材指纹图谱;利用信息熵计算指纹图谱相似度识别枳壳道地性并与传统方法进行比较.结果:与传统方法相比较,利用信息熵计算指纹图谱相似度的方法能明显提高对“江枳壳”药材道地性的识别效果.结论:该法为枳壳道地性识别提供了科学的参考依据.
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熵权TOPSIS模型在甘肃产当归药材综合质量评价中的应用
目的:以甘肃产当归药材的综合质量评价为例,探讨中药综合质量评价的熵权TOPSIS模型的建立与应用.方法:以当归药材中阿魏酸、正丁基苯酞、正丁烯基苯酞、Z-藁本内酯、亚油酸、挥发油以及醇溶性浸出物含量为评价指标集,通过信息熵法确定各评价指标的权重,建立基于熵权的TOPSIS评价模型,利用优解的欧氏贴近度综合评价甘肃产当归药材质量.结果:基于该模型的评价结果符合当归药材的道地性内涵及临床用药经验的认知.结论:该评价模型计算简便、客观可靠,可推广应用于中药综合质量评价.
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基于SBF算法的HRV信号信息熵分析
目的:HRV信号是发生在非均匀间隔时间点上的RR序列,其传统的频域分析方法为功率谱分析,但对于非均匀采样的HRV信号,快速傅里叶变换(FFT)并不适用,同时HRV信号是具有混沌性和非平稳性的信号,功率谱也不善于表现HRV信号的非平稳性质.SBF (Similar Basis Function)算法是相对于FFT的另一种傅里叶积分估计方法,适用于均匀与非均匀采样信号,片段谱是基于SBF算法定义的表示信号能量分布的参数,相对于功率谱其主要的优点是能表现谱随时间的变化,对于处理非平稳信号也有一定的优势.因此本文探究用片段谱信息熵作为HRV信号的参数指标,分析HRV信号在不同频段能量分布复杂度随年龄的变化.方法:本文以20名年轻(21～34)岁与20名年老(68～81)岁二组健康人的HRV信号为实验数据,用SBF算法计算出二组人的片段谱,再算出多个不同频率段上的信息熵,同时用全频段分割法计算两组人的信息熵.结果:在0.003Hz～0.04 Hz和0.04 Hz～0.15 Hz频段内,年轻组的片段谱熵明显大于老年组(P＜0.001,p＜0.01);由全频段分割法也得到类似的结果.结论:因而基于SBF算法的片段谱熵是分析HRV信号的有效指标.
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基于熵的二年龄组心电图功率分布研究
目的:探究心电图(ECG)的功率分布特征以及与年龄的关联.方法:用ECG功率分布序列(PDS)的信息熵和相对熵作为度量指标,对年轻(21岁～34岁)与年老(68岁～81岁)两组健康人ECG的谱功率,按ECG的频域特征分割成4段构造出合理的PDS,计算每个PDS的信息熵和按组内、组间方式配对的每二个PDS之间的相对熵.结果:年轻组的信息熵(1.0005±0.1204)bit明显大于年老组的信息熵(0.8079±0.1340)bit(P＜0.001)；年轻与年老二组PDS在组内配对的相对熵分别为(0.0288±0.0260)bit、(0.0220±0.0210)bit,二者均明显小于交叉配对的相对熵(0.0475±0.0432)bit(P＜0.001).结论:ECG的复杂度随年龄而减少,相对熵可度量心电图功率分布的相似程度.
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心肌梗塞患者心电图(ECG)功率谱熵分析
目的:探究心肌梗塞患者(心梗者)和健康者的功率谱熵与年龄的关联,研究在不同年龄段,心梗者和健康者的功率谱熵差异.方法:采用子频段法、缩合法分别计算心梗、健康中年组与老年组的功率谱熵.使用统计检验分析研究心梗者和健康者的功率谱熵值随年龄的变化规律,以及在不同年龄段心梗组和健康组功率谱熵的差异.结果:在子频段0.05:20.8:20Hz上.心梗老年组的功率谱熵值大于健康老年组(P<0.001).随着年龄的增长,心梗者的功率谱熵值基本稳定在介于中年和老年健康者之间的水平,而健康者的功率谱熵值随着年龄的增大而明显减小(P<0.001).中年时,健康者的功率谱熵值大于心梗者(P<0.05),而老年时,健康者的功率谱熵值小于心梗者(P<0.001).结论:心梗者和健康者的功率谱熵值随年龄的变化规律是不同的.子频段上的功率谱熵值能较好的区分老年心梗者和老年健康者.心梗引起ECG信号的紊乱,使其不遵循健康者的变化规律.子频段上的功率谱熵值是分析ECG信号的一个有效指标.
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信息熵的积分项不宜用作为描述信息源的量度指标
本文论证了信息熵 H = - Pk log Pk 满足非负(或正定)性和对线性坐标变换的不变性,因此它可用作量度指标;而信息熵的积分项 H ( x ) = -f ( x ) log f ( x ) dx ,不具有非负(或正定)性和对线性坐标变换的不变性,因此它不能用作量度指标。以神经对不同强度的电刺激的响应(应答)概率密度函数为例,说明了上述结论。
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信息熵在指纹图谱相似度算法识别化橘红中的应用
目的 克服相合系数法或相关系数法在化橘红指纹图谱分析中的误判问题.方法 提出了信息熵确定权重的相似度算法.结果 该算法明显提高了对不同产地的23批次化橘红药材样品的识别有效度.结论 本法为化橘红品种的快速识别提供了科学的参考.
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基于信息熵理论的三生调脂舒丸泛制工艺优选
目的 应用信息熵理论优选三生调脂舒丸的制丸工艺.方法 以干燥时间、胶液浓度、滚丸时间和干燥温度为因素,以水分、溶散时限和丸重变异系数为评价指标,进行L9(34)正交试验,计算多指标的信息熵及权重系数,优选泛制工艺参数.结果 佳工艺为:胶液浓度4.50mg/mL,滚丸2.0h后于70℃干燥4.0h.结论 基于信息熵理论优选出的制丸工艺参数准确可靠、合理可行,适用于三生调脂舒丸的制丸.
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互信息关联模型在基因调控网络构建中的应用
目的 基因的表达受其它基因的影响较大,基因之间相互影响、相互制约的关系构成了复杂的基因表达调控网络.本研究基于基因表达的时空特性,寻求一种新的描述基因表达调控网络的方法.方法 根据信息熵确定属性权重,对各时间点进行加权聚类;根据互信息相关理论,确定相关系数,分析基因之间的调控关系.结果 得到各基因之间的调控矩阵,进一步进行图像可视化.结论 利用信息熵理论得到信息熵相关系数后,可以根据两两基因之间信息熵相关系数的大小确定基因之间的调控关系,从而得到基因之间的生物学关系.该方法计算简便,结果更为合理,可以从整体上了解生物细胞的生长过程,把握基因之间的相互关系,特别是对于发现基因的新功能有较好的效果,并为进一步的生物学实验提供了相关依据.
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理论信息学:概念、原理与方法(Ⅰ/Ⅵ)
本文的宗旨是构造理论信息学的基本框架,包括说明理论信息学问题的意义和性质,讨论它在世界观、方法论上的理论基础,提出它的主要概念、原理和方法,论述它的信息哲学基础,介绍它的若干理论和实际应用等.信息科学是一个庞大的学科群,可以分为二个基本的层次,应用信息学和理论信息学(即领域信息学和一般信息学).早发展起来的信息学科是香农关于通讯的数学理论.随后,是图书馆信息学,计算机信息学.计算机在几乎所有学科中的广泛应用推动产生了一大批领域信息学.相形之下,作为众多领域信息学的公共基础,理论信息学的研究成果较少、进展缓慢.时代呼唤理论信息学,自然科学和人文社会科学的发展需要它,社会意识形态转型和新的宇宙观的确立需要它.本文的主要研究方法是两种特殊的综合方法.一是展开自然、人文、社会科学"跨学科"的综合,二是同时进行信息应用、信息理论和信息哲学"跨层次"的综合.在综合中,力求做到宇宙信息进化纵向上历史阶段的大跨度,以及各个信息领域发展横向上学科间的大跨度.自1987年以来,笔者逐步地从计算机医学应用、医药信息学、生命信息学的研究,进入到关于理论信息学和信息哲学的研究.从2002年以后,学科的跨越延伸到进化物理学和人类文化学,层次的跨越延伸到信息现象学和生命信息伦理学.要表达和论述理论信息学,如果按照物理学的惯例,必须在反复实验的基础上,通过量化,实现数学公式描述和准确预言.但是,信息是信号和符号的含义.它作为一种逻辑的存在是非物质的,具有不可直接观察的非空间特性.我们所能量化的只是信息的载体.所以,本文首先讨论理论信息学的目标和应答域,指出它是一个反常的科学问题,与现有物理学的知识背景、科学方法论和哲学本体论是不相容的.本文揭示了物理科学范式和数量化方法的局限性,指出在生命信息的进化中,物质能的作用越来越弱,而信息能的作用越来越强.据此,提出了关于科学结构的层次论,说明当代科学的发展需要新的信息科学范式,即分别由香农、维纳、图灵、冯.诺依曼提出的关于通讯、控制和计算的模型.它们既是认识信息现象的基本理论,又是设计信息过程的科学方法.如果把计算机等信息过程看成是人类大脑进化的产物,那么可以发现一条生命信息进化的链条.它的起点是物理信息,然后是化学信息、生物信息,后是人类文化信息.它显示出生命信息的进化:从无到有,从少到多,从简单到复杂,从低级到高级.在信息系统与物质系统的接口处,可以看到信息存在、运动和进化的二重性.依据生物遗传信息的进化和人类科技文化爆炸式增长的事实,比照热力学的三个基本定律,可以综合得出信息学三定律:信息不守恒、信息能与时俱增、信息增长没有上限.其中,第二定律是理论信息学的核心.如果说,维纳对事物一分为二,把信息从物质那里分离开来,指出信息不是物质,我们则对能量一分为二,把信息能从物质能那里分离开来,指出在本质上推动信息运动的力不是物理学的力,而是信息学的力.生物信息能乃至人类文化能,本质上是逻辑的能,但在一定意义上也是物理能.物理能就是初级的信息能,信息能是高级的物理能.信息能和物理能可以统一起来.于是,"能量进化论"呼之即出.进化着的能量就是减少的"信息负熵",是系统结构和功能复杂性增长的动力.信息负熵趋于极小,就是进化的动力趋于极大.文化信息能是宇宙间能量的高级形式.热力学第二定律预言一个热寂的宇宙,信息学第二定律预言一个信息化、数字化的宇宙.后,笔者回顾信息哲学研究的情况,说明理论信息学的若干实际应用,指出相关研究工作的意义.能量统一了,运动机理统一了,科学也就统一了,关于信息进化的逻辑链条可以是未来大统一科学的一个基本思路.
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血熵信息评估
目的:通过血象光电定位(点)扫描检测系统或目测评估系统和相应的软件,依据血象吸光度An∝In W-1和血象纤维网变异系数KFn的评估求出血象各环层血熵评估系数KRn、熵比Rsn、熵浓度Nsn、熵浓度差ΔNsn、总熵度δR和总谐度rR,并建立反映机体整体及各系统组织相关健康信息评估.其中:n为血象由外而内所划分同心圆的环层序数(1～8).方法:随机抽样1000例体检资料,以病史疾患阳性率为基准,进行血熵评估和其他相关检查的阳性检出率比较,从而反映灵敏度和特异性方面的比对.结果:血熵信息评估中各项检测的低灵敏度>61%,低特异性>77%.结论:血熵信息评估为机体的检测和评估创建了一种整体上有效的健康信息反映方法.
