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  • 支持向量回归等6种方法用于均匀设计优化的比较研究

    作者:刘瑞新;史新元;乔延江

    目的:比较多元线性回归、逐步多元回归(SMR)、BP网络(BPNN)、基于遗传算法的BPNN(GA-BPNN)、支持向量回归(SVR)和小二乘SVR(LS-SVR)6种方法用于均匀设计(UD)优化的效果.方法:以某uD实验数据为研究载体,采用平均绝对百分比误差等为评价指标,对6种方法进行了精度、泛化能力及优化效率等的评价.结果:SMR方法简洁,需时少;BPNN稳健性较差,GA-BPNN性能较BPNN大为提高;SVR准确度高,泛化能力强,优于其他方法.结论:SMR、GA-BPNN、SVR和LS-SVR4法均可较好地用于该载体的优化;对于变量较少、非线性不复杂而精度要求不苛刻时的uD优化,宜用SMR;而对于变量较多、非线性较为复杂而精度要求较高时,SVR较宜,其次GA-BPNN和LS-SVM.

  • 基于支持向量回归和分子对接技术的中药CYP450 2E1抑制剂筛选

    作者:陈茜;路芳;蒋芦荻;蔡漪涟;李贡宇;张燕玲

    细胞色素P450酶(CYP450)的抑制是药物相互作用常见的原因,对CYPs抑制剂早期预测的研究有助于减少药物相互作用导致的不良反应.CYP450 2E1(CYP2E1)是CYP450酶系中参与药物体内代谢的主要酶,具有广泛的药物代谢底物谱.该研究以CYP2E1为研究对象,基于32个CYP2E1抑制剂,建立支持向量回归模型(support vector regression,SVR),并用测试集数据对CYP2E1定量模型进行验证,获得CYP2E1抑制剂优预测模型.该研究同时利用CDOCKER分析阳性化合物与活性口袋相互作用模式及氨基酸,建立CYP2E1抑制剂优筛选模型.综合利用支持向量回归模型和分子对接预测模型筛选中药化学成分数据库(traditional Chinese medicine database,TCMD),提高了计算效率和结果的准确性.SVR预测模型初步得到6 376个中药化合物,通过分子对接进一步验证,终获得247个对CYP2E1具有潜在抑制活性的中药化合物,其中部分已有实验证实其的确对CYP2E1具有抑制作用.该研究对CYP2E1酶抑制剂的研究可为CYP450抑制剂的虚拟筛选及其介导的药物不良反应预测提供指导,对临床合理用药提供一定的参考.

  • 基于支持向量回归的PET/CT图像衰减校正方法

    作者:傅磊;贺建峰

    目的 在电子发射及计算机断层扫描系统(positron emission computed tomography/X-ray computed tomography,PET/CT)图像衰减校正的能量转换过程中,为了改进双线性转换法用线性关系来拟合非线性关系的不足,本文以支持向量回归为基础,提出了一种新的能量转换法即支持向量回归的PET/CT图像衰减校正方法来进行衰减校正,以寻找CT值和511 keV能量下线性衰减系数值之间的佳转换关系.方法 使用仿真软件GATE(Geant4 Application Tomographic Emission)模拟了11组不同材质的圆柱体体模.然后根据GATE仿真的不同材质圆柱体体模,求出其CT值和511 keV能量下线性衰减系数值并代入SVR模型中进行训练,建立CT值和511 keV能量下线性衰减系数值之间的SVR模型.后与目前PET/CT衰减校正能量转换中常用的双线性能量转换法进行对比分析,并分别应用于GATE仿真的NCAT(NURBs Cardiac Torso)像素体模图像中,评估两种方法准确性的差异.结果 支持向量回归的PET/CT图像衰减校正方法得到的511 keV能量下对应物质的线性衰减系数值的相对百分误差值较小(肺的相对百分误差值3.1%和肝脏的相对百分误差值1.08%),且经过支持向量回归法衰减校正的PET图像,其MSE评价值都是小的(176.9230),其PSNR和AG的评价值都是大的(31.8621和7.9083).这说明经过支持向量回归法衰减校正的PET图像相比于双线性转换法衰减校正的PET图像,更接近于静态的图像.结论 支持向量回归的PET/CT图像衰减校正方法在PET/CT图像的衰减校正应用中有更好的表现,可以更好地吻合CT值与511 keV能量下线性衰减系数之间的转换关系,从而提高了PET/CT图像的衰减校正效果,改善了PET/CT图像定量的准确性,便于医生做出更精确的临床诊断.

  • 基于支持向量回归的生物膜-电极阻抗模型研究

    作者:徐莹;代燕;李超;梅婉欣;杨勇

    目的 采用支持向量回归方法,构建金电极上覆盖生物膜的模型.方法 对裸金电极、NC膜-金电极、蛋白-NC膜-金电极3种结构进行电化学阻抗测试,依据其对应的等效电路进行拟合及关键参数提取.利用主成分分析方法选取了信息总量和80%的前4个参数Rs,CPE-P,CPE-T,R1,并以这4个参数为输入,以电极直径为预测值,建立了电极直径的支持向量回归预测模型.结果 3组实验的预测结果都与实验结果 吻合,平均预测率为82.43%,并采用PC12细胞进行了初步验证.结论 基于支持向量回归的生物膜-电极阻抗模型,可对不同直径电极的活化面积预测,对其它生物膜如细胞等在电极上的有效贴附面积和培养状况的量化检测提出定量分析依据.

  • 基于支持向量回归的酚类化合物QSAR建模

    作者:李巍巍;代志军;谭显胜;袁哲明

    目的:采用定量构效关系(QSAR)方法探索酚类化合物的毒性与分子结构参数的关系.方法:基于支持向量回归(SVR)、依均方误差小原则选择优核函数,对酚类化合物及其衍生物进行了QSAR研究.结果:不同数据集选取的优核函数有异,对小样本、非线性等问题,SVR具有较优的稳定性及预测能力,在酚类化合物及其衍生物的QSAR研究中得到了优于原文献方法的独立预测结果.结论:SVR模型具有较好的预测能力,在QSAR及相关研究中可得到更广泛应用.

  • 基于支持向量回归的呼吸运动预测技术的研究

    作者:康开莲;童蕾;万伟权;孙海涛;陈超敏

    胸腹部肿瘤放疗中,由于呼吸运动的影响需要对靶区进行实时跟踪以保证放疗精度,并通过预测来补偿系统延时.本研究提出一种基于支持向量回归的呼吸运动预测方法,该方法先选取一段呼吸运动序列进行训练得到回归模型,当有新的呼吸序列时,根据训练模型计算输出.并在此基础上,动态更新训练集,使模型在线更新,实现精确在线支持向量回归.实验中对7例呼吸运动样本数据分别用离线模型和在线模型进行训练并预测,平均绝对误差分别为0.42 mm和0.30 mm.在线精确支持向量回归能更准确刻画呼吸运动轨迹,拟合结果精度高,满足实际应用中的需求.

  • 基于支持向量机的左心室短轴缩短率参考值与地理环境的关系研究

    作者:岑敏仪;葛淼;路春爱;何进伟;杨绍芳;姜吉琳;许金辉;张雯;刘新蕾

    目的 观察地理环境与左心室短轴缩短率参考值的关系及其影响机制,为制定该参考值的统一标准提供更全面的科学依据.方法 收集全国49个市县的2 252例健康中老年人左心室短轴缩短率的参考值,运用全局空间自相关的Moran's Ⅰ指数探索该医学指标与空间位置之间的关系,再利用相关分析方法,探寻该医学指标与9项地理因素的关系,进一步构建回归模型,分别构建基于遗传算法和网格搜索法的支持向量回归机.结果 研究结果表明,中国中老年人左心室短轴缩短率参考值在空间上呈正的自相关性,并与其中5项地理指标具有显著的相关关系.经过比较分析,基于遗传算法的支持向量回归模型在预测精度上优于基于网格搜索法的模型.结论 若已知某一地区有关地理要素的值,则可通过建立支持向量回归模型得出该区的中老年人左心室短轴缩短率的参考值.

  • 离散小波变换-支持向量回归方法同时测定苯酚、苯胺和苯甲酸

    作者:侯振雨;李保丽;侯玉霞;范文秀

    在波长范围200~400 nm测定苯酚、苯胺和苯甲酸混合液的吸收光谱,用离散小波变换(DWT)对光谱数据进行处理,再用支持向量回归SVR方法进行建模,建立了离散小波变换-支持向量回归方法(DWT-SVR).方法用于模拟样品和污染水样中苯酚、苯胺和苯甲酸的同时测定,结果满意.

  • 支持向量回归同时测定苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的研究

    作者:张玉泉;杨义钧;侯振雨;姚树文;申爱丽

    在波长200~400 nm范围内,测定酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸混合体系的吸光度,用连续小波变换(CWT)对光谱数据进行预处理,再用支持向量回归(SVR)方法进行建模,建立了支持向量回归紫外分光光度法同时测定酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸的方法,用所建方法对模拟样品进行了测定.结果表明,酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸预测结果的回收率在98% ~102%之间,测定结果准确.

  • 支持向量回归-铬天青 S 分光光度法同时测定 Fe3+ 和 Al3+

    作者:侯振雨;姚树文;郝海玲;张洁

    在溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)和丙酮存在的条件下,于波长500~750 nm范围内,测定Fe3+ 、 Al3+和铬天青S(CAS)显色体系的吸光度,用连续小波变换(CWT)对光谱数据进行预处理,再用支持向量回归(SVR)建模,建立了连续小波变换-支持向量回归方法(CWT-SVR).方法用于模拟水样中Fe3+ 和 Al3+的同时测定,结果满意.

  • 支持向量回归同时测定维生素B混合物的研究

    作者:侯振雨;何瑞芳;姚树文;刘阳;李香华

    用支持向量回归方法(SVR)建立校正模型,并对维生素 B1、B2 和 B6 的模拟样品进行测定.结果表明,维生素 B1、B2 和 B6 预测结果的回收率在96%~104%之间,测定结果准确.

  • 支持向量回归和响应面法优化姜黄提取工艺

    作者:周培培;山金凤;蒋建兰

    目的:探究微波辅助提取姜黄药材的优工艺.方法:在单因素试验基础上,使用经粒子群算法改进的支持向量回归法和响应面设计优化法,以姜黄素、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素的总量为指标,对乙醇浓度、液料比、微波时间各影响因素进行考察.结果:经两模型筛选得到优工艺条件为:乙醇浓度69%,液料比21∶1,微波时间55 s.在此工艺条件下,3种姜黄素类化合物的提取总量为28.97 mg/g.结论:响应面模型与支持向量回归机模型的拟合效果良好,相关性均在0.96以上,预测出的优工艺一致,优提取率与真实值的偏差均小于1.2%,均可用于优化提取工艺.

  • 支持向量回归-紫外分光光度法用于测量小儿氨酚匹林咖啡因片含量的方法研究

    作者:冯雪松;刘雅茹;王大成;孟繁浩;刘俊亭

    目的建立同时测定小儿氨酚匹林咖啡因片中3种组分:阿司匹林、对乙酰氨基酚和咖啡因含量的紫外光谱的支持向量回归校正方法.方法对复方制剂的紫外光谱数据进行预处理和主成分分析后不经分离,采用支持向量回归(SVR)算法同时测定3组分的含量.结果测定正交设计标样中的阿司匹林、对乙酰氨基酚和咖啡因的平均回收率分别在98.2%~101.2%之间,RSD在0.47%~0.91%之间.将SVR法与偏小二乘回归和径向基神经网络建模方法相比较,SVR所建模型的预测准确性优于后两者.结论本法可用于小儿氨酚匹林咖啡因片的紫外光谱的含量测定分析.

  • 基因表达谱缺失数据填补估计方法的研究进展与探讨

    作者:伍亚舟(综述);易东(审校)

    基因芯片能为基因组学研究提供海量的基因表达谱数据,这些数据反映了基因在不同组织细胞的不同生长发育阶段或不同生理状态下表达水平的变化[1‐2]。但是,由于基因表达谱的海量性、复杂性、噪声性和高维性特点,特别是缺失数据值的大量存在[3‐5],给后续的数据分析带来了较大困难,也产生了一些问题:观察到的数据与缺失数据间的差异所产生的偏倚,严重影响后续分析结果的客观性和正确性,从而导致后续分析质量的可靠性和稳健性降低,使得整个分析效率降低;另外,由于缺失数据的存在,经常得出难以解释的结果。因此,如何根据基因表达谱数据信息的特性进行有效的缺失值估计与填补是生物数据分析中重难点,并对后续基因表达谱的不同分析目的(如差异表达基因筛选、基因功能聚类、肿瘤组织分类)将产生重要的生物学影响[6‐9]。本文针对基因表达谱缺失数据的特性,就当前国内外基因表达谱缺失数据的处理方法进行简要概述,在分析其各自优缺点基础上,提出并探讨一种新的填补估计方法。

  • 支持向量机在传染病发病率预测中的应用

    作者:解合川;任钦;曾海燕;张兴裕;李晓松

    目的 采用支持向量回归方法建立预测模型,以我国内地细菌性痢疾发病率为例,对传染病发病率进行预测,探索传染病预测新方法.方法 采用基于时间序列的支持向量回归机,对2004~2009年全国的细菌性痢疾逐月发病率建立模型,并对2010年1月~12月的细菌性痢疾发病率进行预测.结果 预测效果良好,预测结果与实际发病趋势一致,MSE=0.089 6,MAPE=13.23%.结论 支持向量机可用于初步预测传染病的发病趋势.

  • 基于支持向量回归的5岁以下儿童死亡率预测模型

    作者:张俊辉;潘晓平;潘惊萍;刘敬涛

    [目的]采用支持向量回归建立预测模型对5岁以下儿童死亡率进行统计预测. [方法]用支持向量回归建立回归模型,对四川省的5岁以下儿童死亡率进行预测.同时用径向基函数神经网络建立回归模型对同一数据进行预测. [结果]支持向量回归预测精度高于径向基函数神经网络. [结论]利用支持向量回归建立预测模型是一个新颍而有发展前途的方法.

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