1.一种青少年儿童身高生长曲线的预测方法,包括以下步骤:步骤1:个人和地区青少年儿童数据预处理,具体包括:
11)剔除人群中的异常数据,计算各个年龄的标准差;
12)最小二乘法拟合各个年龄0SD的身高数据,得到平均生长曲线方程Height=H(x),H为身高,x为年龄;
13)通过个人的年龄、骨龄、身高和体重数据,计算个人的BMI、年龄骨龄差以及和世界卫生组织公布的每个年龄段标准BMI的差值;
步骤2:训练终身高预测模型,具体包括:
21)选取有回访成年终身高的数据;筛选出年龄、骨龄、身高和体重信息,身高与年龄和BMI存在强相关性;将每个人的年龄、骨龄、身高、体重、BMI和与标准BMI差值信息和成年终身高一一对应起来,完成训练集和测试集的制作;
22)搭建多层感知机,确定输入层的神经元个数、隐藏层的神经元个数、输出层神经元个数;
23)构建损失函数;自定义的损失函数公式如(1‑1)所示;
其中Yi表示期望网络输出的结果,Yi′表示实际网络输出的结果;
24)将年龄、骨龄、身高、体重、BMI和与标准BMI差值信息作为输入信号,输入多层感知机,通过前向传播从输入层到隐藏层,最后到达输出层,在输出端的得到输出信号,即成年终身高;对误差进行反向传播,对神经元之间的连接权值进行更新,权值更新公式如下:其中ωij为输入层的第i个神经元与隐藏层的第j个神经元间的权值,Ep为误差信号,η为学习率;
25)通过不断更新权值,持续进行男生训练学习、女生训练学习,验证模型可靠性,最终得到成年终身高预测网络模型,保存网络模型;
步骤3:个人生长曲线计算,具体包括:
31)在平均生长曲线H(x)中加入参数α,β,γ,公式如(1‑3)所示:Height=H(αx +β)+γ (1‑3)
32)加载步骤2中保存的终身高预测网络模型,输入年龄、骨龄、身高、体重、BMI和与标准BMI差值信息,得到对应的终身高Heightfinal;
33)通过最小二乘法,解出以下(1‑4)方程组中的α,β,γ 的值,其中xcurrent和Heightcurrent分别为当前的年龄和身高;
34)将α,β,γ的值代回曲线方程即得到适合个人的身高生长曲线。
2.如权利要求1所述的青少年儿童身高生长曲线的预测方法,其特征在于:步骤22)搭建多层感知机,输入层的神经元个数为7,隐藏层的神经元个数为100,输出层神经元个数为
1。
3.如权利要求1所述的青少年儿童身高生长曲线的预测方法,其特征在于:步骤25)中男生训练学习46000次,女生训练48500次。