構(gòu)建與腫瘤相關(guān)的皮紋特征量化指標(biāo)體系.pdf

1、皮紋在人體胚胎發(fā)育的第12－13周左右形成，屬于人類(lèi)的一種遺傳性狀，皮紋與疾病尤其是與先天性、遺傳性疾病以及腫瘤之間存在某種相關(guān)性，大多數(shù)遺傳性疾病均表現(xiàn)出一定的掌紋紋理或某種指紋紋型的差異。目前，醫(yī)學(xué)皮紋學(xué)的研究仍然停留在專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)主觀和定性的層次上，缺乏定量、全面的皮紋特征描述和指標(biāo)評(píng)價(jià)，使疾病與皮紋相關(guān)性的研究進(jìn)展較為緩慢。 一個(gè)數(shù)字化、定量化的皮紋特征指標(biāo)體系，能將醫(yī)學(xué)皮紋學(xué)中主觀的皮紋描述轉(zhuǎn)換為精確的數(shù)學(xué)模型，定量地描述

2、各種皮紋特征，不但為醫(yī)學(xué)工作者提供一個(gè)統(tǒng)一的皮紋特征評(píng)價(jià)方法和工具，對(duì)醫(yī)學(xué)皮紋學(xué)研究的發(fā)展也將起到重要的促進(jìn)作用。 本課題將定性、主觀描述的多項(xiàng)皮紋特征指標(biāo)進(jìn)行定量的描述和分析，建立量化的皮紋特征指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)了皮紋特征在一定程度上的數(shù)字化描述。 以腫瘤患者的皮紋特征作為臨床應(yīng)用實(shí)例，定量分析患者組與對(duì)照組之間的皮紋差異，建立腫瘤易患性與皮紋特征的Logistic 回歸模型，從數(shù)字角度反映皮紋與腫瘤易患性間的聯(lián)系，從中發(fā)

3、現(xiàn)內(nèi)在規(guī)律和相關(guān)性，進(jìn)而采用模式分類(lèi)中的Fisher 線性判別、BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SVM 方法，在患者組與對(duì)照組之間按皮紋特征進(jìn)行分類(lèi)，并對(duì)各種分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行比較，得到適于所建皮紋特征指標(biāo)體系的分類(lèi)器模型。本課題在量化皮紋特征的基礎(chǔ)上，用模式識(shí)別技術(shù)探索皮紋與腫瘤的相關(guān)性，所提出的指標(biāo)體系在皮紋特征的數(shù)量上和量化程度上，國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。 本論文的主要工作如下： 1 建立皮紋數(shù)據(jù)采集平臺(tái)：構(gòu)建的皮紋采集平臺(tái)，能進(jìn)行手掌和

4、手指圖像的實(shí)時(shí)采集和圖像處理，得到相關(guān)的皮紋特征； 2 皮紋特征選擇：在分析人類(lèi)皮紋所有特征和總結(jié)已有專(zhuān)家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了與疾病判別有關(guān)的掌紋和指紋特征，構(gòu)成皮紋特征集； 3 皮紋特征的量化：將特征集中的掌紋紋型和指紋紋型分別采用變量和矩陣形式進(jìn)行描述； 4 對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：采用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的假設(shè)檢驗(yàn)（ 2 χ檢驗(yàn)、獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)、方差分析）、正態(tài)性分析、相關(guān)性分析、多重共線性檢測(cè)

5、等，對(duì)特征集中的各個(gè)皮紋特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分布及患者組與對(duì)照組間差異的統(tǒng)計(jì)分析，得出二者有統(tǒng)計(jì)差異的皮紋特征共15 個(gè)參數(shù)，構(gòu)成對(duì)腫瘤判別有貢獻(xiàn)的皮紋特征指標(biāo)體系； 5 統(tǒng)計(jì)判別與回歸分析：為驗(yàn)證皮紋特征指標(biāo)的有效性，將有統(tǒng)計(jì)差異的特征在患者組與對(duì)照組間用Fisher 判別分析進(jìn)行二類(lèi)判別，證明這些特征可以用于區(qū)分患者組與對(duì)照組。并就所選皮紋特征進(jìn)行Logistic 回歸分析，得出患腫瘤的相對(duì)危險(xiǎn)度與皮紋特征的回歸方程數(shù)學(xué)模型；

6、 6 分類(lèi)器設(shè)計(jì)：采用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SVM 技術(shù)，在患者組與對(duì)照組之間按皮紋特征進(jìn)行分類(lèi)，并將分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行比較，確定對(duì)所選皮紋特征數(shù)據(jù)而言的最優(yōu)分類(lèi)器。 結(jié)論： 首先，腫瘤患者組與對(duì)照組的皮紋特征之間確實(shí)存在一定的差異，這為建立皮紋特征指標(biāo)體系，將患者組與對(duì)照組按皮紋特征進(jìn)行分類(lèi)提供可靠的統(tǒng)計(jì)學(xué)依據(jù)； 其次，在對(duì)皮紋特征的類(lèi)型、特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，選用合適的變量和正確的數(shù)學(xué)工具，完全可以用數(shù)字方式對(duì)特征

7、進(jìn)行描述和表達(dá)，構(gòu)成了建立量化皮紋特征指標(biāo)體系的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)； 第三，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和模式識(shí)別技術(shù)證明可以通過(guò)皮紋特征對(duì)腫瘤易患性進(jìn)行初步預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的早期篩查和早期預(yù)防。 另外，利用建立的特征指標(biāo)體系，在患者組與對(duì)照組之間采用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SVM 分類(lèi)器進(jìn)行分類(lèi)，結(jié)果表明SVM 的分類(lèi)效果較好，Logistic 回歸預(yù)分析在相對(duì)危險(xiǎn)度角度上能夠?yàn)槟[瘤易患性做出較好預(yù)測(cè)，BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在本實(shí)驗(yàn)中分類(lèi)效果不佳，推廣能力較