基于区间值毕达哥拉斯模糊线性丢番图Aczel-Alsina聚合算子的低血糖致病因子检测新方法研究

【字体: 时间:2025年07月01日 来源:Engineering Applications of Artificial Intelligence 7.5

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  本研究针对低血糖疾病风险因子评估中的模糊性和不确定性,创新性地将区间值毕达哥拉斯模糊集(IVPyFS)与线性丢番图Aczel-Alsina聚合算子相结合,开发了IVPyFLDAAWA/IVPyFLDAAWG等新型聚合算子。通过多属性决策分析(MADM)框架,实现了对致病因子的精准排序,解决了传统模糊集在医学诊断中难以处理复杂约束条件的问题,为临床决策提供了更灵活可靠的数学工具。

  

冬季寒风凛冽时,医院内分泌科总会接诊大量突发冷汗、手抖心悸的患者——这些都是低血糖的典型症状。但令人困扰的是,从糖尿病患者到酗酒者,从胰岛素使用不当到罕见遗传病,导致血糖骤降的原因竟有数十种之多。传统诊断方法如同雾里看花,医生们不得不在模糊的症状和复杂的生化指标中艰难抉择。更棘手的是,患者描述的"轻微头晕"与检测数值之间往往存在难以量化的差异,这种医学不确定性正是模糊数学大显身手的舞台。

来自国内高校的研究团队在《Engineering Applications of Artificial Intelligence》发表的研究中,将数学前沿理论与临床需求巧妙结合。他们注意到现有模糊集理论在处理医学数据时存在明显局限:当医生同时考虑"血糖值低于3.0mmol/L"和"症状持续超过2小时"等多重约束时,传统直觉模糊集(IFS)的u+v≤1条件会束缚决策空间。为此,研究团队创造性地引入区间值毕达哥拉斯模糊线性丢番图集合(IVPyFLDS),通过放宽约束至u2+v2≤1,并整合Aczel-Alsina三角模(AA-t-NM)的灵活参数λ,构建了一套全新的医疗决策框架。

关键技术包括:1)基于IVPyFLDS构建包含血糖水平、症状持续时间等参数的决策矩阵;2)开发IVPyFLDAAWA/IVPyFLDAAWG等四种聚合算子处理不确定数据;3)采用评分函数对糖尿病、酒精摄入等风险因子进行排序;4)通过参数λ的敏感性分析验证模型稳定性。

研究结果部分,"线性Diophantine AA运算在IVPyFS上的应用"小节证明,新算子能有效保持区间值运算的封闭性,其加权平均形式可表示为:
([(1-(1-pl2)λ)1/λ, (1-(1-pu2)λ)1/λ], [ql,qu])

"医学诊断中的应用"章节显示,当λ=3时,葡萄糖因素(A1)以0.82分显著高于酒精摄入(A2=0.71)和胰岛素过量(A3=0.68),这与临床流行病学数据高度吻合。敏感性分析证实,在λ∈[1,10]范围内,葡萄糖始终是首要风险因素,证明模型具有强鲁棒性。

结论部分强调,这项研究突破了传统模糊集在医学决策中的三大局限:一是通过IVPyFLDS同时容纳隶属度、非隶属度和线性约束;二是AA算子引入的参数λ使模型能动态适应不同临床场景;三是提出的聚合算法在保持计算精度的同时,将诊断效率提升40%。正如讨论部分指出的,这套方法不仅适用于低血糖,还可拓展至糖尿病并发症预警、肿瘤风险评估等领域,为智慧医疗提供了新的数学范式。

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