[發(fā)明專利]基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911255366.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110930399A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李修寒;吳小玲;王偉;王黎明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京醫(yī)科大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京卓嵐智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

1.基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、采集膝關(guān)節(jié)0A影像學(xué)數(shù)據(jù)，收集X線全長(zhǎng)片數(shù)據(jù)，并配合術(shù)下肢全長(zhǎng)CT容積掃描影像數(shù)據(jù)、骨密度數(shù)據(jù)、MRT1/T2/3D-FS-SPGR軟骨成像序列數(shù)據(jù)、組織樣本、病人一般資料等資料，進(jìn)行篩選并進(jìn)行臨床分期的訓(xùn)練樣本的數(shù)據(jù)標(biāo)注；

S2、利用已進(jìn)行標(biāo)注臨床分期的X線影像學(xué)數(shù)據(jù)，明確分期等級(jí)，對(duì)不同的線性核、多項(xiàng)式核和高斯核等的支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練；

S3、采用支持向量機(jī)進(jìn)行分類輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法，其特征在于：所述S2中，支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練的方法包括如下步驟：

S2.1、輸入兩類訓(xùn)練樣品向量(X_i，Y_i)(i＝1，2，...，N，X∈Rⁿ，y∈|-1，1|)，類號(hào)分別為w₁，w₂，如果X_i∈w₁，則Y_i＝-1，；X_i∈w₂，則Y_i＝1；

S2.2、指定核函數(shù)類型；

S2.3、利用二次規(guī)劃方法求解日標(biāo)函數(shù)式的最優(yōu)解，得到最優(yōu)Lagrange乘子a^*；

S2.4、利用樣本庫(kù)中的一個(gè)支持向量X_i，得到偏差值b。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法，其特征在于：所述指定核函數(shù)類型采用多項(xiàng)式核，其公式如下：

k(x，x′)＝(<x，x′>+d)^p，p∈N，d≥0......(1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法，其特征在于：所述二次規(guī)劃方法求解目標(biāo)函數(shù)式的目標(biāo)函數(shù)為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法，其特征在于：所述S3中，支持向量機(jī)進(jìn)行分類輸出的方法步驟如下：

S3.1、采用二次規(guī)劃求最優(yōu)解；

S3.2、采用拉格朗日乘子法對(duì)二次規(guī)劃問(wèn)題求解；

S3.3、在多分類中構(gòu)造一個(gè)具有軟判決輸出的SVM。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法，其特征在于：所述采用二次規(guī)劃求最優(yōu)解的公式如下：

w表示分類超平面的系數(shù),b是一個(gè)常數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法，其特征在于：所述拉格朗日乘子法的公式如下：

α_i[y_i(<w·x_i>+b)-1]＝0,i＝1,…N……(4)；

α_i為各樣本的拉格朗日乘子，假設(shè)α的最優(yōu)解是α^*，把最優(yōu)解代入超平面方程，得到?jīng)Q策函數(shù)：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于支持向量機(jī)的TKA術(shù)前臨床分期智能評(píng)估方法，其特征在于：所述SVM的判決輸出通過(guò)Sigmoid函數(shù)映射到0與1之間，構(gòu)造概率輸出的數(shù)學(xué)表達(dá)式，其簡(jiǎn)化形式如下：

f(x)＝∑α_iy_iK(x_i,x)+b……(6)；

其中，K(x_i,x)＝<x_i·x>為構(gòu)造的核函數(shù)。