基于粒子群优化的支持向量机用于直肠感知功能重建-论文.pdf

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1、第48卷第2期上海交通大学学报V0L48NO．22014年2月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYFeb．2O14文章编号：1006-2467(2014)02—0168—05基于粒子群优化的支持向量机用于直肠感知功能重建姜恩宇，昝鹏，朱晓锦，邵勇(1．上海大学机电工程与自动化学院，上海200072；2．上海电力学院电气工程学院，上海200090)摘要：针对临床上肛门失禁导致的直肠感知功能丧失，提出了一种基于粒子群优化(PS())的支持向量机(SVM)重建患者直肠感知功能的方法．分析人体直肠压力生理特征，将典型直

2、肠压力收缩波形中的巨大移行性收缩(HAPC)作为产生便意的主要依据，利用小波包分析对直肠压力信号进行特征提取，通过提取的特征向量对基于SVM的直肠感知预测模型进行训练，使用PSO算法对svM的参数进行优化，并利用训练后的模型进行便意预测，同时对比分析了参数优化后的SVM和不同核函数的SVM便意预测的准确率．实验结果表明，所提出方法切实有效，能够帮助患者重建直肠感知功能．关键词：支持向量机；粒子群优化；直肠感知；小波包分解中图分类号：Q8l1．2文献标志码：ARectalPerceptionFunctionRebuildingBasedonSup

3、portVectorMachineOptimizedbyParticleSwarmOptimizationJIANGEn—yu～，ZANPeng，ZHUXiao—jin，SHAOYong(1．SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2．SchoolofElectricalEngineering，ShanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200090，China)Abstrac

4、t：Particleswarmoptimization(PSO)optimizedsupportvectormachine(SVM)basedrectalper—ceptionfunctionrebuildingmethodwasproposedforrectalperceptionlosscausedbyanalincontinence．Byanalyzinghumanrectumcharacteristics。highamplitudepropagatedcontractions(HAPC)inrectalcon—tractionswere

5、usedtoindicateanurgetodefecate．Rectalpressurefeaturewasextractedusingwaveletpacketanalysis，takingnormalizedofwaveletpacketcoefficientsmeanandenergyasfeaturevector．RectalperceptionpredictionmodelwastrainedbasedonSVMwhoseparametersareoptimizedbyPSO．Thenthetrainedmodelwasusedto

6、predicttheurgetodefecate．AndthepredictionaccuracyoftheoptimizedandnonoptimizedSVMwithdifferentkernelfunctionswascompared．Experimentalresultsshowthattheproposedmethodiseffectiveinrebuildingpatients’rectalperceptionfunction．Keywords：supportvectormachine(SVM)；particleswarmoptim

7、ization(PSO)；rectalperception；waveletpacketdecomposition收稿日期：20120427基金项目：国家自然科学基金资助项目(3l100708，31370998)作者简介：姜恩宇(198卜)，男，河南许昌市人，博士生，从事人工器官方向研究．昝鹏(联系人)，男，副研究员，电话(Te1．)：021-56331269；E—mail：zanpeng@shu．edu．cn．第2期姜恩宇，等：基于粒子群优化的支持向量机用于直肠感知功能重建169大便失禁指肛门括约肌失去对粪便及气体排出2直肠感知功能重建的算法分

8、析的控制能力，是临床上常见病症．大便失禁的病因多种多样，肛门直肠运动与感知功能研究表明：丧失对2．1基于小波包分解的特征向量提取直肠扩张感知能力是大便