构建股骨转子间骨折股骨近端防旋髓内钉内固定失效的风险预测模型

背景:股骨转子间骨折是主要的老年脆性骨折类型,股骨近端防旋髓内钉是首选手术方案,但术后内固定失效的相关因素尚存在争议。目的:通过术前评估患者影像学资料提出一种新的股骨转子间骨折“三柱”分类法,并分析其与术后内固定失效的交互关系,利用数字技术运算开发和验证风险预测模型,便于临床医生术前甄别并干预高风险患者。方法:选择2012年6月和2022年6月佛山市中医院三水医院收治的股骨转子间骨折患者,按照术后是否出现内固定失效结局,分为内固定失效组和内固定维持组。根据患者术前X射线片将股骨近端分为“三柱”:内侧柱、外侧柱及中柱,每柱均有不同的亚组分型。分析“三柱”的形态特征与股骨近端防旋髓内钉内固定术后复位失效的关系,通过先单因素后多因素logistics回归分析,筛选出引起内固定失效的独立风险因素,根据独立风险因素利用R语言软件构建风险预测模型。采用自助法重抽样1000次,使用受试者工作特征曲线下的面积、校准曲线、临床决策曲线评价模型的区分度、校准能力及临床应用价值。通过Youden指数确定预测模型的最佳风险分界值,据此将患者分为高、低风险组,根据模型风险预测能力的准确度来评价其稳定性和外延性。结果与结论:①利用“三柱”分型系统预测骨折术后内固定失效的4个独立风险因素,分别为内侧柱(小转子及股骨距粉碎性骨折)[优势比=5.385,95%CI(1.961,14.782),P=0.001]、中间柱(烟囱型)[优势比=2.893,95%CI(1.167,7.173),P=0.022]、外侧柱(外侧壁厚度<20.5 mm)[优势比=2.804,95%CI(1.078,7.297),P=0.035]及外侧柱(外侧壁骨折)[优势比=4.278,95%CI(1.670,10.959),P=0.012];②构建的风险预测模型表现出良好的区分度和准确度[受试者工作特征曲线下面积=0.852,95%CI(0.837,0.922)],校准曲线显示模型预测风险和实际发生风险有较好的一致性;③临床决策曲线提示风险阈值概率在0.2-0.82范围内时,模型具有较好的临床适用性;风险概率为28%是模型风险分层的最佳阈值,模型在不同风险组别患者的预测性能较好;④此次研究通过“三柱”分型系统构建预测模型计算股骨转子间骨折患者术后内固定失效的风险概率,此方法准确、简便,易于临床应用,可作为一种数字化工具指导临床个性化治疗。

系统性红斑狼疮并发股骨头坏死危险因素列线图预测模型的建立和验证

背景:股骨头坏死是系统性红斑狼疮患者常见的并发症,若能早期对其发生风险进行预测与验证,将有助于避免或延缓股骨头坏死的发展。目的:分析系统性红斑狼疮患者并发股骨头坏死的危险因素,构建系统性红斑狼疮患者并发股骨头坏死的列线图预测模型并进行验证。方法:回顾性分析2013年1月至2022年12月首次就诊于河南中医药大学第一附属医院的914例系统性红斑狼疮患者的病历资料,根据是否发生股骨头坏死分为发生股骨头坏死组(n=100)和未发生股骨头坏死组(n=814)。采用单因素、LASSO回归和多因素Logistic回归分析筛选和确定系统性红斑狼疮并发股骨头坏死的危险因素。同时将数据集按照7∶3的比例随机分为训练集和测试集,并基于多因素Logistic回归分析结果,构建系统性红斑狼疮并发股骨头坏死的列线图预测模型。同时,使用受试者工作特征曲线、Hosmer-Lemeshow校准曲线和决策曲线对列线图的性能进行评估。结果与结论:①股骨头坏死组与未发生股骨头坏死组患者在系统性红斑狼疮病程、系统性红斑狼疮疾病活动度评分、狼疮性肾炎、呼吸系统受累、胃肠道受累、干燥综合征、骨质疏松、抗核糖核蛋白抗体阳性、补体C3降低、环磷酰胺、吗替麦考酚酯、生物抑制剂、糖皮质激素最大日剂量、糖皮质激素冲击治疗方面差异有显著性意义(P<0.05);②采用LASSO回归分析方法筛选出10个与系统性红斑狼疮并发股骨头坏死风险相关的预测变量,将其纳入多因素Logistic回归分析,结果显示系统性红斑狼疮病程、呼吸系统受累、干燥综合征、骨质疏松、抗核糖核蛋白抗体阳性、环磷酰胺、吗替麦考酚酯、生物抑制剂、糖皮质激素最大日剂量是系统性红斑狼疮患者发生股骨头坏死的独立危险因素(P<0.05);③训练集中预测发生风险的受试者工作特征曲线下面积为0.802(95%CI=0.742-0.862),测试集预测发生股骨头坏死风险受试者工作特征曲线下面积为0.811(95%CI=0.745-0.876);Hosmer-Lemeshow校准曲线拟合度较好(训练集,P=0.447;验证集,P=0.870);决策曲线显示使用列线图预测模型预测系统性红斑狼疮患者发生股骨头坏死的风险是有益的;④月经异常为女性系统性红斑狼疮患者并发股骨头坏死的危险因素之一;⑤此次研究结果提示,系统性红斑狼疮并发股骨头坏死的危险因素是多因素的,同时建立了一个包含9个危险因素的列线图预测模型,可将其用于预测系统性红斑狼疮患者发生股骨头坏死的风险;此外,首次报道了月经异常为女性系统性红斑狼疮并发股骨头坏死的危险因素之一。

基于前馈非线性模型预测控制的类车机器人路径跟踪

类车机器人由于零件标准化程度低,侧偏刚度等轮胎力学参数难以准确获得,存在动力学建模十分困难的问题,因此现有研究工作通常以运动学模型作为类车机器人的控制模型,但由于其运动学模型存在模型失配,导致类车机器人与参考路径之间的误差、类车机器人的前轮转角和前轮转角速度出现剧烈振荡现象.针对前述问题,本文基于非线性模型预测控制(Nonlinear model predictive control,NMPC)的滚动优化原理,引入基于逆运动学模型的前馈转角信息,将前轮转向角作为预测模型的第四维,提出了一种基于前馈非线性模型预测控制(Feedforward NMPC,FNMPC)的类车机器人路径跟踪控制算法.并通过Simulink和CarSim进行了联合仿真,结果表明FNMPC有效减小了模型失配导致的振荡现象,同时具有较高的跟踪精度.其中前馈非线性模型预测控制器的位移误差幅值不超过0.1106 m,航向误差幅值不超过0.1253 rad.在相同工况下,线性模型预测控制、前馈线性模型预测控制、纯跟踪控制和Stanley控制误差发散,而本文提出的FNMPC相比已有NMPC跟踪精度更高,且控制增量绝对累计值相比NMPC控制器减小67.53%.通过线控类车机器人底盘作为实验平台完成的测试结果表明,NMPC系统在进入弯道时出现控制失控现象,在相同工况下,FNMPC系统能够有效完成对参考路径的跟踪,同时将位移误差幅值控制在0.1624 m以内,航向误差幅值控制在0.1138 rad以内.

急性缺血性脑卒中预后预测研究的应用进展:以机器学习预测模型为例

急性缺血性脑卒中(AIS)具有高致残率、高病死率及高复发率等特点,给患者及社会造成沉重的负担。随着大数据时代的到来,预测模型在患者的诊治决策、预后管理以及卫生资源配置等方面的应用越来越多,其价值也愈发重要。机器学习方法是预测AIS患者预后的重要方法之一,且已广泛应用。本文以机器学习方法为重点,就AIS预后预测研究的最新进展予以综述,并提出机器学习预测模型目前所面临的问题与挑战,为AIS患者预后结局早期评估与预测在方法上提供新的思路和参考。

基于中医证候与精液质量相关参数构建精子DNA碎片预测模型与验证

背景:中医证候与精液质量相关参数相结合,共同预测精子DNA碎片指数(DNA fragmentation index,DFI)异常增高的发生并绘制列线图,能显著提高临床的实操性与应用效能,为临床全面评估精液质量,采取积极干预措施以改善临床结局及制定个体化医疗方案提供依据。目的:探讨基于中医证候与精液质量相关参数构建精子DNA碎片的预测模型与验证。方法:回顾性分析2019年7月至2021年7月在广西壮族自治区南溪山医院中医男科接受中医证候诊断及精子DNA碎片率检查的不育患者共420例,据《人类精液检查与处理实验室手册》(第6版),将其中137例精子DFI>30%患者纳入精子DFI异常增高组,将283例精子DFI≤30%作为对照组;首先采用单因素分析筛选精子DFI异常增高的影响因素,然后采用套索算法(LASSO)校正因子共线性问题并筛选出最佳匹配因子后,将其纳入多因素向前逐步Logistic回归找出其独立影响因素并绘制列线图,最后采用受试者工作曲线、校准曲线、临床决策曲线、临床影响曲线对该预测模型进行区分度与准确度及临床应用效能验证。结果与结论:①单因素分析结果显示,年龄、体质量指数、前向运动率、精子总活率、精子浓度、精子形态学、肾阳虚衰证、湿热下注证、肾精不足证为引发精子DFI异常增高的影响因子(P<0.05);②通过LASSO回归进一步筛选出的最佳匹配因素为年龄、体质量指数、精子总活率、精子浓度、精子形态学、肾阳虚衰证、湿热下注证、肾精不足证(P<0.05);③多因素向前逐步Logistic回归结果显示年龄、体质量指数、精子浓度、精子总活率、湿热下注证、肾阳虚衰证共6项为引发精子DFI异常增高的独立影响因素;④受试者工作曲线显示,模型组曲线下面积为0.760(0.713,0.806),验证组曲线下面积为0.745(0.714,0.776),说明该预测模型具有较好的区分度;⑤校准曲线平均绝对误差0.040,Hosmer-Lemeshow检验P>0.05,表明该模型预测发生精子DFI异常增高的概率与实际发生精子DFI异常增高的概率无显著统计学差异,证实该模型具有较好的准确度;⑥临床决策曲线与临床影响曲线显示,模型组与验证组分别在阈概率值为0.08-0.84与0.09-0.78时具有临床最大净获益,且在该阈概率范围内具有较好的临床应用效能;⑦结果表明,年龄、体质量指数、精子浓度、精子总活率、湿热下注证、肾阳虚衰证为引发精子DFI异常增高的独立影响因素,通过其构建的临床预测模型列线图具有较好的临床预测价值与临床应用效能,可为临床全面评估精液质量、预后与干预及个体化医疗服务提供依据。

基于BP-LSTM模型的城乡居民收入差距预测及其影响因素分析

为应对城乡居民收入差距的复杂性,需准确预测并分析中国城乡居民收入差距及其影响因素。本文收集1978-2023年相关数据,涵盖就业率、国民总收入、消费价格指数、居民人均可支配收入等关键经济指标,构建了基于BP-LSTM的神经网络模型,并对模型进行训练和测试。结果表明,BP-LSTM神经网络模型在预测城乡居民收入差距方面具有较高的准确性。进一步地,本文利用BP模型权重参数,识别影响城乡居民收入差距的关键指标,即乡村就业率、国民总收入、城市居民消费价格指数、牧业总产量比重、粮食产量。基于此,提出缩小城乡收入差距的策略建议,为预测城乡居民收入差距提供了一种新的视角和方法。

全髋关节置换后的低蛋白血症:危险因素及列线图预测模型建立

背景:患者接受全髋关节置换后多发低蛋白血症,影响术后愈合及康复。目的:探讨及筛选全髋关节置换后发生低蛋白血症的危险因素,建立列线图为临床中判断全髋关节置换后是否发生低蛋白血症提供指导。方法:共纳入行全髋关节置换患者355例,根据术后第1天是否出现低蛋白血症分为低蛋白血症组238例、正常组117例,低蛋白血症发生率为67%。收集患者年龄、性别、糖尿病、高血压、高尿酸血症、高血脂、麻醉方式、置换前白细胞、置换前红细胞、置换前血红蛋白、置换前血小板、置换前血浆凝血酶原时间、置换前活化部分凝血酶原时间、置换前国际标准化比值、置换前凝血酶时间、置换前纤维蛋白原、置换前血沉、置换前C-反应蛋白、置换前D-二聚体、置换前平均红细胞血红蛋白含量、置换前平均红细胞体积、手术时间、体质量指数、置换前降钙素原、置换前红细胞压积等资料。利用SPSS 27.0软件进行单因素分析,随后利用R语言(4.3.1)再次对观察指标进行最小绝对收缩和选择算子回归分析及10倍交叉验证,取二者危险因素交集,使用SPSS 27.0进行多因素二元Logistic回归分析得到最终危险因素,通过R语言构建全髋关节置换后低蛋白血症的预测模型,并构建受试者特征曲线曲线、校准曲线、临床决策曲线评估预测模型预测能力。结果与结论:①经过单因素分析、最小绝对收缩和选择算子回归、多因素二元Logistic回归,筛选出年龄(OR=1.024,P=0.023)、置换前血小板(OR=0.995,P=0.028)、置换前血沉(OR=1.031,P=0.045)在判断置换后是否会发生低蛋白血症方面具有统计学意义(P<0.05);②基于多因素Logistic回归所筛选出的最终危险因素构建列线图预测模型,并通过构建受试者特征曲线评估模型预测能力,经计算受试者工作特征曲线的曲线下面积达到0.835(95%CI=0.779-0.891),C-index=0.835,经临床决策曲线计算,模型在阈值为0-0.83可带来更好的临床效能,该预测模型具有良好的灵敏度与准确性,可为医护人员及患者在全髋关节置换前更好地识别置换后发生低蛋白血症的风险。

基于改进附着能量模型的TNBA晶体在二元溶剂中的形貌预测

TNBA作为一种新型含能材料,其具有高爆速,低敏感性的特点,为了研究TNBA在二元溶剂中的生长形貌,本研究采用附着能(AE)模型来预测TNBA在真空中的晶体形貌,同时采用改进附着能(MAE)模型和分子动力学(MD)方法,预测了TNBA晶体在四种不同二元溶剂中二甲基甲醇(IPA)/丙酮(AC)、IPA/二甲基亚砜(DMSO)、IPA/乙酸乙酯(EA)和IPA/水(H_(2)O)的晶体形貌.结果表明,TNBA晶体在真空中的形态为不规则的多面体,由六个重要的主生长晶面构成,分别为(100)、(110)、(011)、(11-1)、(10-2)和(002),其中(100)面所占比例最大,达到33.766%.在IPA/DMSO和PA/EA溶剂中重结晶得到的晶体为块状,在IPA/AC和IPA/H_(2)O为棒状.总而言之,IPA/DMSO和IPA/EA溶剂更适合TNBA晶体重结晶选择.

基于机器学习的冠心病风险预测模型构建与比较

背景冠状动脉粥样硬化性心脏病(以下简称冠心病)是全球重要的死亡原因之一。目前关于冠心病风险评估的研究在逐年增长。然而,在这些研究中常忽略了数据不平衡的问题,而解决该问题对于提高分类算法中识别冠心病风险的准确性至关重要。目的探索冠心病的影响因素,通过使用2种平衡数据的方法,基于5种算法建立冠心病风险相关的预测模型,比较这5种模型对冠心病风险的预测价值。方法基于2021年美国国家行为风险因素监测系统(BRFSS)横断面调查数据筛选出112606名研究对象的健康相关风险行为、慢性健康状况等24个变量信息,结局指标为自我报告是否患有冠心病并据此分为冠心病组和非冠心病组。通过进行单因素分析和逐步Logistic回归分析探索冠心病发生的影响因素并筛选出纳入预测模型的变量。随机抽取112606名受访者的10%(共计11261名),以8∶2的比例随机划分为训练与测试的数据集,采用随机过采样和合成少数过采样技术(SMOTE)两种过采样的方法处理不平衡数据,基于k最邻近算法(KNN)、Logistic回归、支持向量机(SVM)、决策树和XGBoost算法分别建立冠心病预测模型。结果两组年龄、性别、BMI、种族、婚姻状态、教育水平、收入水平、家里有几个孩子、是否被告知患高血压、是否被告知处于高血压前期、是否被告知患妊娠高血压、现在是否在服用高血压药物、是否被告知患有高脂血症、是否被告知患有糖尿病、吸烟情况、过去30 d内是否至少喝过1次酒、是否为重度饮酒者、是否为酗酒者、过去30 d内是否有体育锻炼、心理健康状况以及自我健康评价比较,差异有统计学意义(P<0.05)。逐步Logistic回归分析结果显示:年龄、性别、BMI、种族、教育水平、收入水平、是否被告知患高血压、是否被告知处于高血压前期、是否被告知患妊娠高血压、现在是否在服用高血压药物、是否被告知患有高脂血症、是否被告知患有糖尿病、吸烟情况、过去30 d内是否至少喝过1次酒、是否为重度饮酒者、是否为酗酒者以及自我健康评价为冠心病的影响因素(P<0.05)。风险模型构建的分析结果显示:k最邻近算法、Logistic回归、支持向量机、决策树和XGBoost采用SMOTE处理不平衡数据的总体分类精度分别为59.2%、67.4%、66.2%、69.2%和85.9%,召回率分别为75.2%、71.4%、70.5%、62.9%和34.8%,精确度分别为15.4%、18.2%、17.5%、17.6%和28.7%,F值分别为0.256、0.290、0.280、0.275和0.315,受试者工作特征曲线下面积分别为0.80、0.78、0.72、0.72和0.82;采用随机过采样处理不平衡数据的总体分类精度分别为62.5%、68.5%、69.0%、60.2%和70.1%,召回率分别为70.0%、69.5%、71.9%、69.0%和67.6%;精确度分别为15.8%、18.4%、19.1%、14.8%和19.0%,F值分别为0.258、0.291、0.302、0.244和0.297,受试者工作特征曲线下面积分别为0.80、0.77、0.72、0.72和0.83。结论本研究不仅确认了已知冠心病的影响因素,还发现了自我健康评价水平、收入水平和教育水平对冠心病具有潜在影响。在使用2种数据平衡方法后,5种算法的性能显著提高。其中XGBoost模型表现最佳,可作为未来优化冠心病预测模型的参考。此外,鉴于XGBoost模型的优异性能以及逐步Logistic回归的操作便捷和可解释性,推荐在冠心病风险预测模型中结合使用数据平衡后的XGBoost和逐步Logistic回归分析。

老年糖尿病肾病患者血液透析低血糖预测模型的构建与验证

目的 构建老年糖尿病肾病(diabetic kidney disease, DKD)患者血液透析低血糖列线图风险模型并验证其预测效果,为临床制订个体化的低血糖防控措施提供参考。方法 采用便利抽样法选取2022年6月至2023年6月在南宁市某三级甲等医院A院区血液净化室进行血液透析治疗的老年DKD患者273例建模,同法选取2023年7-12月该院B院区的老年DKD患者65例进行模型验证。以Lasso回归筛选特征变量,采用Logistic回归构建模型;以受试者工作特征曲线、校准曲线和临床决策曲线评价模型预测效能。结果 338例研究对象低血糖发生率为43.5%。体质量指数、文化程度、自我管理、社会支持、DKD病程、透析过程中进食、过去1年低血糖史、透析前血糖是老年DKD患者透析低血糖的影响因素(均P<0.05)。构建的预测模型的受试者工作特征曲线下面积为0.828,校准曲线显示预测结果与实际有较好一致性(P>0.05),经验证该模型预测的总体准确率为80.0%,临床决策曲线阈值概率为7%~95%时,模型临床净获益高。结论 基于Lasso-Logistic回归构建的列线图模型在临床中应用有较好的预测价值。

泉州地区艾滋病患者机会性感染现状及预后Nomogram预测模型的构建

目的通过对泉州地区艾滋病(AIDS)患者机会性感染现状、临床特点及其预后的影响因素分析,为AIDS机会性感染的科学预防和治疗提供一定依据。方法选取2017年1月—2022年1月于福建医科大学附属泉州第一医院确诊并接受住院治疗的172例AIDS合并机会性感染患者作为研究对象,收集患者一般资料和机会性感染情况,采用多变量Cox回归分析确定影响AIDS合并机会性感染患者预后的独立预测因子,将独立预测因素引入R软件,根据各因素回归系数绘制预后Nomogram模型。采用一致性指数(C-index)对该模型的区分度进行标定,利用校准图阐明Nomogram预测的预后与实际预后之间的关系,并采用决策曲线(DCA)对Nomogram模型的临床效用进行验证。结果172例AIDS合并机会性感染患者中,机会性感染共有8种,其中细菌性肺炎占比最高,达54.65%,其次为口腔白斑,占51.74%,肺孢子菌肺炎占43.60%,带状疱疹占28.49%,肺结核占21.51%,感染性腹泻占19.77%,中枢神经系统感染占12.79%,巨细胞病毒感染最低,仅占10.47%。男性明显多于女性,18~39岁人群居多。年龄、感染种数、基因型耐药、CD4+T淋巴细胞水平是AIDS合并机会性感染患者预后的影响因素。校准曲线及DCA显示Nomogram预测模型具有较好的预测能力和临床有效性,且精准区分度较好。结论年龄、感染种数、基因型耐药、CD4+T淋巴细胞水平等因素是影响AIDS合并机会性感染患者预后的主要因子,而构建Nomogram预测模型能发挥较好的临床预测能力和有效性,为临床早识别、早防控提供科学依据。

基于SD-PLUS耦合模型的陕西省土地利用变化及碳储量多情景预测

[目的]为探讨不同土地利用方式对区域生态系统碳储量的影响。[方法]以陕西省为研究对象,利用SD-PLUS耦合模型,采用国际耦合模式比较计划第6阶段(CMIP6)提出的耦合共享社会经济路线和代表性浓度路线(SSP-RCP)情景,对2030年陕西省的土地利用变化进行预测,然后利用InVEST模型模拟未来不同情景下陕西省碳储量及其空间分布。[结果](1)对构建的SD模型进行历史检验,其误差<5%,PLUS模型模拟的2020年土地利用Kappa指数为0.86,模型精度和可靠性总体符合要求;(2)3种情景下,未来建设用地面积均增加,增长速率从低到高的情景分别为SSP126、SSP245、SSP585;在所有情景下,林地面积均增加,水域面积均保持稳定;草地面积在SSP126情景下有小幅度增加,其他情景下减少;耕地面积3种情景下均减少;(3)3种情景下,陕西省碳储量均减少,关中平原建设用地的扩张占用大量的耕地是造成陕西省碳储量下降的主要原因。[结论]在SSP126情景下,建设用地扩张所占用的生态用地面积最小,碳储量损失最少,该情景同时考虑社会经济发展及生态保护的需要,可为未来陕西省国土资源保护和高质量发展提供参考模式。

皖南农村地区需水量特征分析及预测模型研究

需水量的准确预测对于提高农村地区水资源利用率、优化农饮水厂日常调度有着重要作用,然而现有预测算法面临农村部分地区可用历史数据少、质量差等问题,同时部分预测算法的计算负荷较高,无法有效适应农饮水厂运维环境。选取2021-2022年安徽省南部不同地区3处农饮水厂日供水量数据作为研究对象。经过特征分析发现,皖南农村地区日需水量存在季节性变化趋势明显而短期内波动较大的特点。针对该数据特点及实际计算需求,选取了使用网格搜索法优化后的ARIMA模型进行预测,并与SVR、LSTM、RF等模型进行对比分析。研究结果表明,使用网格搜索法的ARIMA模型可以更好地适应农饮水厂运维环境,利用其对于周期性、季节性数据较强的学习能力,对农饮水厂供水量变化趋势和规律进行准确预测,具有一定的普适性,且计算负荷明显优于其他方法。模型对比分析显示,ARIMA模型的预测精度最高,在3处农饮水厂测试集数据上的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为1.827、1.454、2.714。

山东烤烟感官质量与化学成分关系及质量预测模型建立

为明确山东烤烟化学成分与感官质量之间的关系,探明影响山东烟叶质量提升的关键化学成分指标,对山东省6个地区代表性烟叶样品开展感官质量评价和常规成分、有机酸、生物碱、单双糖、多酚等5类23种化学指标测定,结合简单相关、方差分析、主成分分析和回归分析等统计方法进行数据分析。筛选出总糖、氯、绿原酸、降烟碱、柠檬酸/烟碱、油酸6个影响山东烟叶品质的关键化学指标,基于6个指标构建山东烟叶感官质量预测模型,验证样本预测值与真实值绝对差值0.43~3.88分,相对误差-5.66%~6.32%,平均误差3.18%。基于关键化学成分构建的感官质量预测模型可为山东烟叶质量的客观评价提供一定的技术支撑。

土石坝风险等级智能预测分析及模型优化研究

大坝溃坝会造成大量的生命财产损失和巨大的环境破坏。精准快速确定土石坝风险等级,对于控制土石坝溃坝危害具有重要意义。本文采用K-最近邻(KNN)算法填补了数据库中大量缺失数据,引入遗传优化算法(GA)优化轻量级梯度提升机(LightGBM)超参数,建立了基于GA-LightGBM的土石坝风险等级快速预测模型。采用受试者工作特征曲线(ROC)、曲线下面积(AUC)值等其他评价指标对模型精度进行验证,并将其与传统机器学习模型进行了对比。研究表明,所提模型预测准确率为89.95%,准确度最高。模型的AUC值为0.977,说明模型在适用性和预测精度方面都优于传统预测模型。采用SHAP分析对该模型进行了全局影响因素分析及案例分析,结果表明,检查频次是导致土石坝风险最重要的影响因素之一。

基于粒子群优化-熵权无偏灰色马尔可夫模型的沥青道面性能预测

为提高沥青道面使用性能的预测精度,针对道面性能数据累积年限少、波动大的特点,采用熵值法对多个道面单元进行赋权,并利用粒子群算法(PSO)和马尔可夫模型对传统无偏灰色模型残差序列的状态区间和白化系数进行优化,构建可准确预测沥青道面性能的PSO-熵权无偏灰色马尔可夫模型.结合西北某机场沥青道面6个检测单元前7年的道面状况指数进行模型精度检验,结果表明:与传统无偏灰色模型相比,经马尔可夫模型划分残差序列空间并使用PSO算法寻找最佳白化函数后,优化模型第1年~第5年各单元残差和相对误差均减小,且整体预测精度分别提高0.05%、0.28%、0.05%、0.03%和0.14%,第6、7年的整体预测精度分别提高12.9%和19.2%,说明优化后的模型对实际沥青道面的预测结果更具有效性和针对性.

基于PLUS模型的2030年滹沱河流域山区段生态承载力时空格局多情景预测

为探讨滹沱河流域山区段当前及未来不同发展情景下生态承载力的时空变化,应用植被净初级生产力改进的生态足迹模型测算分析了流域2015—2020年生态承载力的时空格局变化,并借助经过精度验证的PLUS模型对2030年区域自然发展、经济发展及生态保护三种发展情景下的生态承载力时空格局进行预测。结果表明:2015—2030年滹沱河流域山区段单位面积生态承载力整体格局变化不大,但内部空间分异明显,整体呈东南及西北区域单位面积生态承载力高,而东北、西南部区域单位面积生态承载力低的特点。2015—2020年区域生态承载力总量由1.0780×10^(6)bhm^(2)增加到1.0796×10^(6)bhm^(2),呈上升趋势;2030年自然发展和经济发展情景下区域生态承载力总量分别为1.0783×10^(6)、1.0782×10^(6)bhm^(2),与2020年相比呈下降趋势,草地向耕地的转移、林地向建设用地的转移是生态承载力下降的主要原因;2030年生态保护情景下生态承载力总量为1.0802×10^(6)bhm^(2),与2020年相比呈上升趋势,耕地向林地、草地转移是区域生态承载力增加的主要原因。各类用地的生态承载力总量由高到低依次为草地>耕地>林地>建设用地>水域,生态保护情景有益于林地、草地生态承载力总量的增加,经济发展情景有益于耕地和建设用地生态承载力总量的增加,水域生态承载力总量在各种发展情景下变化较小。生态保护情景更有利于未来生态承载力的增加,符合区域未来发展方向。严格控制草地向耕地的转变以及林地向建设用地的转变,继续实施退耕还林、还草生态工程,加强区域废弃矿山生态复垦的力度,将会提高区域未来生态承载力,实现区域生态安全及经济、社会、生态的可持续发展。

基于RUN-XGBoost算法的土石坝渗流预测模型

针对传统土石坝渗流预测模型存在局部最优、抗干扰性差和预测精度低等问题,通过RUN算法优化XGBoost算法得到RUN-XGBoost算法,构建了RUN-XGBoost模型以获得更优的土石坝渗流预测结果。该模型在种群初始化时采用RUN算法对XGBoost算法的3个主要参数进行改进,使预测结果有较高的有效性;通过自动寻找最优参数增进算法的整体收敛速度和预测精度,同时引入随机解,使算法能够排除局部最小值并继续搜索,从而获得全局最优结果。工程实例验证结果表明,RUN-XGBoost模型具有简洁、高效、预测精度高、鲁棒性强等优点。

自发性气胸单孔胸腔镜手术后肺部并发症预测模型的构建

目的:探讨自发性气胸单孔胸腔镜手术后肺部并发症预测模型的构建。方法:选取2021年5月至2022年5月行单孔胸腔镜手术的106例自发性气胸患者,根据术后是否发生肺部并发症将患者分为并发症组(n=22)与无并发症组(n=84)。对两组患者临床资料进行单因素与多因素分析,筛选出影响术后肺部并发症的危险因素,并构建列线图预测模型。结果:并发症组患者年龄、吸烟史、合并肺部疾病、胸膜粘连严重、肺大疱数量、术后24 h疼痛分级、术中出血量高于无并发症组,术前白蛋白水平低于无并发症组。多因素Logistic回归分析结果显示,年龄≥50岁(OR=1.240,95%CI=1.064~1.445)、合并肺部疾病(OR=26.154,95%CI=1.224~558.648)、胸膜粘连严重(OR=23.289,95%CI=2.940~184.520)、肺大疱数量>2个(OR=2.878,95%CI=1.787~4.633)是影响术后肺部并发症的独立危险因素(P<0.05)。根据以上危险因素建立预测模型预测术后肺部并发症的受试者工作特征曲线下面积为0.82(95%CI=0.756~0.874),敏感度与特异度分别为82.33%与65.47%。结论:年龄、合并肺部疾病、胸膜粘连严重、肺大疱数量是影响自发性气胸单孔胸腔镜手术后肺部并发症的独立危险因素,根据其构建的列线图预测模型对术后肺部并发症的发生风险具有较好的预测价值。

上消化道肿瘤患者术后早期肠内营养喂养不耐受风险预测模型的构建

目的分析上消化道肿瘤患者术后发生早期肠内营养喂养不耐受的危险因素,建立风险预测模型。方法回顾性分析2021年5月至2022年12月收治于上海市某二级甲等医院普外科的210例上消化道肿瘤患者病例资料,所有患者术后均行早期肠内营养支持治疗。根据是否发生术后早期肠内营养喂养不耐受,分为不耐受组(n=121)与耐受组(n=89),比较两组患者间的差异。运用logistic回归分析上消化道肿瘤患者术后早期肠内营养喂养不耐受的危险因素,并构建风险预测模型,同时通过受试者工作特征(ROC)曲线下面积和霍斯默-莱梅肖(H-L)评价模型的校准度及区分度。结果上消化道肿瘤患者术后早期肠内营养喂养不耐受的发生率为57.62%,多因素logistic回归分析结果显示,低蛋白血症、高血糖、胃肠内补钾、术后疼痛评分≥4分、术后3 d后下床活动为上消化道肿瘤患者术后发生早期肠内营养喂养不耐受的独立危险因素。H-L检验结果显示,χ^(2)=6.523(P=0.367),模型ROC曲线下面积为0.916(P<0.001),灵敏度为0.857,特异度为0.832。结论上消化道肿瘤患者术后早期肠内营养喂养不耐受的发生率较高,本研究所构建的风险预测模型预测效能较好,能够帮助临床医护人员识别肠内营养喂养不耐受高危人群,为早期采取护理干预措施提供参考依据。