12、智能医疗互动教育系统助力心血管疾病患者康复

智能医疗互动教育系统助力心血管疾病患者康复

在当今医疗领域,医患之间良好的沟通和患者对医疗知识的充分了解至关重要。然而,现有的医疗教育材料大多是基于专业医疗视角设计的,医生往往认为在医院已向患者提供了足够的解释,但患者出院后可能仍感到困惑,无法在居家护理阶段进行适当的自我照顾和正确的医疗决策,这可能导致医患之间的误解和医疗纠纷。

心血管疾病现状

根据台湾卫生福利部 2019 年的死亡统计报告,心血管疾病的发病率和死亡率随年龄显著增加,老龄化社会已成为重要的医疗政策问题。过去 20 年,先进的医疗系统成功延长了台湾民众的平均寿命,急性心肌梗死、高血压、糖尿病和中风等疾病可通过先进技术得到良好治疗,但接受冠状动脉和血管介入治疗的患者转为心力衰竭的风险较高,这可能与患者的年龄和精细饮食有关。

互联网的普及使人们能轻松获取大量医疗知识,但这些信息来源广泛,可能存在非专业人士提供的错误信息,查询结果丰富但分类不当,专业术语也难以理解。因此,需要信息开发者和专业医疗人员跨学科合作,设计一个有效便捷的医疗互动系统。

系统设计基础

Line Bot 服务在亚洲国家广泛使用,在台湾有多达 2100 万用户。由于用户下载应用程序的意愿下降,推出新应用服务成本较高,本研究尝试基于 Line Bot 环境设计医疗聊天机器人系统,并结合自然语言处理(NLP)技术分析患者在居家护理阶段提供的语义信息,以优化医疗信息量,提高自动回复的相关性,降低患者自主学习医疗教育的门槛。

材料与方法
  1. 医疗教学材料
    • 为开发心血管疾病患者的医疗互动教育系统,
MATLAB代码实现了一个基于多种智能优化算法优化RBF神经网络的回归预测模型,其核心是通过智能优化算法自动寻找最优的RBF扩展参数(spread),以提升预测精度。 1.主要功能 多算法优化RBF网络:使用多种智能优化算法优化RBF神经网络的核心参数spread。 回归预测:对输入特征进行回归预测,适用于连续值输出问题。 性能对比:对比不同优化算法在训练集和测试集上的预测性能,绘制适应度曲线、预测对比图、误差指标柱状图等。 2.算法步骤 数据准备:导入数据,随机打乱,划分训练集和测试集(默认7:3)。 数据归一化:使用mapminmax将输入和输出归一化到[0,1]区间。 标准RBF建模:使用固定spread=100建立基准RBF模型。 智能优化循环: 调用优化算法(从指定文件夹中读取算法文件)优化spread参数。 使用优化后的spread重新训练RBF网络。 评估预测结果,保存性能指标。 结果可视化: 绘制适应度曲线、训练集/测试集预测对比图。 绘制误差指标(MAE、RMSE、MAPE、MBE)柱状图。 十种智能优化算法分别是: GWO:灰狼算法 HBA:蜜獾算法 IAO:改进天鹰优化算法,改进①:Tent混沌映射种群初始化,改进②:自适应权重 MFO:飞蛾扑火算法 MPA:海洋捕食者算法 NGO:北方苍鹰算法 OOA:鱼鹰优化算法 RTH:红尾鹰算法 WOA:鲸鱼算法 ZOA:斑马算法
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