人工智能在腫瘤計算上的應用

目錄
第一篇 人工智能在計算生物學上的實踐
第1章 計算生物學方法模擬生物熱傳導過程 3
1.1 微分方程模擬激光治療皮膚癌 3
1.2 模擬激光治療的數(shù)學模型 4
1.3 模擬激光治療的數(shù)值方法 6
1.4 模擬激光治療的計算實驗 8
1.5 模擬激光治療的結(jié)論 15
1.6 模擬激光治療的進一步研究 15
參考文獻 17
第2章 基于數(shù)據(jù)挖掘的計算生物學研究 19
2.1 尋找腦膠質(zhì)癌致病基因和相關(guān)信號通路 19
2.1.1 探索腦膠質(zhì)癌致病基因和相關(guān)信號通路的方法 21
2.1.2 探索腦膠質(zhì)癌致病基因和相關(guān)信號通路的結(jié)果 25
2.1.3 模型的預測性能比較 26
2.1.4 模型的擬合性能比較 28
2.1.5 多種策略分別探索與腦膠質(zhì)癌存活時間相關(guān)的信號通路 29
2.1.6 探索腦膠質(zhì)癌致病基因和相關(guān)信號通路的討論 30
2.1.7 探索腦膠質(zhì)癌致病基因和相關(guān)信號通路的結(jié)論 31
2.2 建立一個穩(wěn)健預測結(jié)直腸癌患病風險的數(shù)學模型 31
2.2.1 結(jié)直腸癌患病風險的數(shù)學模型簡介 31
2.2.2 結(jié)直腸癌患病風險的數(shù)學模型所需的材料和方法 32
2.2.3 結(jié)直腸癌患病風險的數(shù)學模型的研究結(jié)果 39
參考文獻 47
第3章 結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘和模擬仿真的多尺度混合模型 56
3.1 骨重建模擬仿真多尺度混合模型 56
3.2 骨重建模擬仿真多尺度混合模型的方法 57
3.2.1 分子尺度：信號通路 58
3.2.2 細胞尺度：細胞活動 59
3.2.3 支架尺度：支架降解和生長因子釋放 62
3.2.4 骨組織尺度：血管生成和氧運輸 63
3.2.5 建立Abaqus的計算模型 63
3.2.6 模型培養(yǎng)和測試 64
3.3 骨重建模擬仿真多尺度混合模型的結(jié)果 65
3.3.1 三維血管化骨再生模擬 65
3.3.2 模型的訓練和測試 67
3.3.3 模型中的參數(shù)敏感性分析 69
3.3.4 生長因子對骨形成的重要影響 70
3.4 骨重建模擬仿真多尺度混合模型的討論 71
參考文獻 72
第二篇 人工智能在計算生物學計算加速上的應用
第4章 使用GPU并行擴散方程的數(shù)值算法 77
4.1 生物醫(yī)學工程研究中的擴散方程 77
4.2 擴散方程的數(shù)學模型 78
4.2.1 ADI方案 78
4.2.2 Thomas算法 79
4.2.3 域分解 80
4.3 域分解ADI的GPU實現(xiàn) 81
4.3.1 并行計算算法的性能和準確性分析 81
4.3.2 并行計算算法加速擴散求解器 84
4.4 擴散方程的研究結(jié)果 91
4.4.1 比較PGM和串行計算時間 91
4.4.2 比較PSGMC和PGM的計算時間 92
4.4.3 比較PSGMG和PSGMC的計算時間 93
4.4.4 比較PGM、PSGMC、PSGMG和串行計算中的*佳計算時間 95
4.4.5 檢驗并行和串行計算之間的準確性 95
4.4.6 考察其他基于GPU的計算方案的計算時間 95
4.5 討論與總結(jié) 96
參考文獻 98
第5章 對譜系相關(guān)代表數(shù)目不足序列的分布式并行加速 102
5.1 譜系相關(guān)代表數(shù)目不足序列定義 102
5.2 物種LAUPs計算方法研究 102
5.2.1 k-mer計算算法簡介 103
5.2.2 Jellyfish算法架構(gòu) 105
5.2.3 Jellyfish算法優(yōu)化 108
5.2.4 譜系相關(guān)的代表數(shù)目不足序列計算算法 110
5.2.5 譜系相關(guān)多物種共同LAUPs計算 111
5.3 JBLC算法性能評估與分析 112
5.3.1 時間空間復雜度分析 112
5.3.2 實驗對比分析 113
5.4 基于Hadoop的LAUPs算法并行加速研究 114
5.4.1 問題分析與解決方法 114
5.4.2 Hadoop Streaming框架 116
5.4.3 基于Hadoop的LAUPs分布式計算模型MR-JBLC 117
5.5 MR-JBLC性能評估與結(jié)果分析 119
5.5.1 Hadoop大數(shù)據(jù)平臺搭建 119
5.5.2 并行性能評估與實驗分析 119
參考文獻 123
第三篇 人工智能在計算生物學數(shù)據(jù)庫服務上的應用
第6章 構(gòu)建集成D-NetWeaver軟件的語義數(shù)據(jù)庫 127
6.1 D-NetWeaver軟件介紹 127
6.2 語義數(shù)據(jù)庫構(gòu)建 128
6.2.1 URI的編碼和ontology 129
6.2.2 數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具 130
6.2.3 Bio-GRAPH生成 130
6.2.4 原始文件系統(tǒng)的語義擴展 130
6.2.5 生物數(shù)據(jù)庫的SPARQL查詢功能 131
6.2.6 生物圖形可視化 131
6.3 討論與結(jié)論 132
參考文獻 132
第7章 LAUPs序列大數(shù)據(jù)分析平臺：WSLAUP 134
7.1 LAUPs相關(guān)背景 134
7.2 總體架構(gòu)設計 135
7.3 平臺關(guān)鍵技術(shù) 136
7.4 平臺結(jié)果與討論 137
參考文獻 143
附錄 Hadoop大數(shù)據(jù)分析平臺環(huán)境搭建步驟 145
補充文獻 150