特征向量选取原理.docx

原理：分析几类典型的机械通气下气道压力数据（本处数据选自病例1）:图一为标准压力控制下的通道压力在一个呼吸周期内的变化曲线，图2,3,4均产生了一定幅度的自主呼吸对抗。其中图2,3为小幅度对抗，产生的位置略不同，图4为大幅度对抗，压力波形产生强烈震荡。从标准压力控制的呼吸波形出发：AC段为吸气阶段，在标准压力控制的压力波形下，AC段往往划分为压力上升段与压力稳定段，稳定值称为平台压。由于吸气时间等设置的不同，平台压的维持时间往往也不同，为方便后续问题研究，在本文划分中，B点仅作为AC段压力上升速率明显降低的拐点，比平台压所在区域更宽泛，自主呼吸对抗往往发生在此BC段。由于SVM通过向量间的“距离”进行分类，故正确提取出能够表征BC段是否产生自主呼吸对抗的特征向量则显得尤为重要。本文主要提出以下6个维度用以提取特征向量。此外，为保证这些特征向量的代表性不由样本不同发生改变，将尽量选取比例等无量纲量，且数据会优先进行一次01整定:维度1:在标准压力控制的压力波形中，BC段斜率呈现缓慢下降趋势，数值上表现为由一个正值缓慢衰减至。附近，而当产生自主呼吸对抗时，斜率将可能出现不定的负值。特征向量的第一维即取BC段正斜率所占BC总段的百分比。数学表达式如下：Vector(X)=TimeBC式中：TimeQo表示BC段斜率大于0的时间，TiTneBC为BC段总时间。维度2:在标准压力控制的压力波形中，BC段斜率呈现缓慢下降趋势，图像表现为明显的上凸，而当产生自主呼吸对抗时，压力图将会出现一段完整或部分的下凸段。由曲线的数学性质可得：上凸段二阶差分0,下凸段二阶差分0。特征向量的第二维即取：BC段二阶差分小于。占BC总段的百分比。数学表达式如下：.or=Ti誉”;Timebc式中：77TneAC)Vo表示BC段斜率的二阶差分小于0的时间。维度3:在标准压力控制的压力波形中，BC段斜率呈现缓慢下降趋势，故斜率最小值通常出现在BC段末端且接近于0,而当产生自主呼吸对抗时，压力图BC段的下凹会使得斜率最小值出现在BC段中部。特征向量第三维即取:BC段斜率达到最小时的时间占BC段总时间。数学表达式如下：l7.zoxVector(3)=TimeBC式中：77m°Bkmil表示从B点到斜率最小值所需时间。考虑斜率k变化图像：图1.未产生自主呼吸对抗时BC段斜率K的变化曲线图2.产生自主呼吸对抗时BC段斜率K的变化曲线维度4、5、6:不难发现，BC段斜率K的变化在未产生自主呼吸对抗时，具有较强的线性相关性，能够较好的适应一次函数拟合，而当产生自主呼吸对抗时，线性相关性消失，对应参数波动较大。即BC段对斜率k与时间t进行线性拟合，结果为：ka*t+;此时，记特征向量的第四维为Q,第五维为/?,第六维为线性相关系数RoUeCtOr=a;Peetor(5)=;Vector=R;