Olfactory Diagnosis Model for Lung Health Evaluation Based on Pyramid Pooling and SHAP-Based Dual Encoders

联营 编码器 棱锥(几何) 计算机科学 人工智能 深度学习 稳健性(进化) 模式识别(心理学) 机器学习 数据挖掘 数学 操作系统 生物化学 化学 几何学 基因
作者
Jingyi Peng,Haixia Mei,Ruiming Yang,Keyu Meng,Lijuan Shi,Jian Zhao,Bowei Zhang,Fu‐Zhen Xuan,Tao Wang,Tong Zhang
出处
期刊:ACS Sensors [American Chemical Society]
卷期号:9 (9): 4934-4946 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acssensors.4c01584
摘要

This study introduces a novel deep learning framework for lung health evaluation using exhaled gas. The framework synergistically integrates pyramid pooling and a dual-encoder network, leveraging SHapley Additive exPlanations (SHAP) derived feature importance to enhance its predictive capability. The framework is specifically designed to effectively distinguish between smokers, individuals with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), and control subjects. The pyramid pooling structure aggregates multilevel global information by pooling features at four scales. SHAP assesses feature importance from the eight sensors. Two encoder architectures handle different feature sets based on their importance, optimizing performance. Besides, the model's robustness is enhanced using the sliding window technique and white noise augmentation on the original data. In 5-fold cross-validation, the model achieved an average accuracy of 96.40%, surpassing that of a single encoder pyramid pooling model by 10.77%. Further optimization of filters in the transformer convolutional layer and pooling size in the pyramid module increased the accuracy to 98.46%. This study offers an efficient tool for identifying the effects of smoking and COPD, as well as a novel approach to utilizing deep learning technology to address complex biomedical issues.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
NexusExplorer应助狄从灵采纳,获得10
刚刚
充电宝应助MShou采纳,获得10
刚刚
坐以待毕完成签到,获得积分20
1秒前
Strawberry发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
一叶扁舟完成签到,获得积分10
1秒前
ifast完成签到 ,获得积分10
2秒前
胖虎发布了新的文献求助10
2秒前
哈哈完成签到,获得积分10
3秒前
风趣的靖雁完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
tmr完成签到,获得积分10
3秒前
DK完成签到,获得积分10
3秒前
我是微风完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
研友_VZG7GZ应助期待未来采纳,获得10
4秒前
汉堡包应助晓豪采纳,获得10
4秒前
4秒前
shiyin完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
yuyang发布了新的文献求助10
5秒前
坐以待毕发布了新的文献求助10
5秒前
姜括号发布了新的文献求助30
5秒前
dhjic完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
5秒前
MShou完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
坦率晓霜完成签到,获得积分10
6秒前
少吃顿饭并不难完成签到 ,获得积分10
7秒前
发C刊的人完成签到 ,获得积分10
7秒前
张祖伦发布了新的文献求助30
7秒前
莫言天冷发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
lulubeans应助阿豪要发文章采纳,获得10
8秒前
李健应助阿豪要发文章采纳,获得10
8秒前
陈炫铭应助阿豪要发文章采纳,获得10
8秒前
科目三应助阿豪要发文章采纳,获得10
8秒前
高分求助中
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
Pathology of Laboratory Rodents and Rabbits (5th Edition) 400
Knowledge management in the fashion industry 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3816404
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3359885
关于积分的说明 10405540
捐赠科研通 3077920
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1690402
邀请新用户注册赠送积分活动 813770
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767845