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Enregistrement W1512772576 · doi:10.5772/7626

Stochastic Differential Equations With Applications to Biomedical Signal Processing

2010· book-chapter· en· W1512772576 sur OpenAlexaff
Aleksandar Jeremić

Notice bibliographique

RevueInTech eBooks · 2010
Typebook-chapter
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGene Regulatory Network Analysis
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésStochastic differential equationComputer scienceSignal processingApplied mathematicsMathematicsDigital signal processing

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Dynamic behavior of biological systems is often governed by complex physiological processes that are inherently stochastic.Therefore most physiological signals belong to the group of stochastic signals for which it is impossible to predict an exact future value even if we know its entire past history.That is there is always an aspect of a signal that is inherently random i.e. unknown.Commonly used biomedical signal processing techniques often assume that observed parameters and variables are deterministic in nature and model randomness through so called observation errors which do not influence the stochastic nature of underlying processes (e.g., metabolism, molecular kinetics, etc.).An alternative approach would be based on the assumption that the governing mechanisms are subject to instantaneous changes on a certain time scale.As an example fluctuations in the respiratory rate and/or concentration of oxygen (or equivalently partial pressures) in various compartments is strongly affected by a metabolic rate, which is inherently stochastic and therefore is not a smooth process.As a consequence one of the mathematical techniques that is quickly assuming an important role in modeling of biological signals is stochastic differential equations (SDE) modeling.These models are natural extensions of classic deterministic models and corresponding ordinary differential equations.In this chapter we will present computational framework necessary for successful application of SDE models to actual biomedical signals.To accomplish this task we will first start with mathematical theory behind SDE models.These models are used extensively in various fields such as financial engineering, population dynamics, hydrology, etc.Unfortunately, most of the literature about stochastic differential equations seems to place a large emphasis on rigor and completeness using strict mathematical formalism that may look intimidating to non-experts.In this chapter we will attempt to present answer to the following questions: in what situations the stochastic differential models may be applicable, what are the essential characteristics of these models, and what are some possible tools that can be used in solving them.We will first introduce mathematical theory necessary for understanding SDEs.Next, we will discuss both univariate and multivariate SDEs and discuss the corresponding computational issues.We will start with introducing the concept of stochastic integrals and illustrate the solution process using one univariate and one multivariate example.To address the computational complexity in realistic biomedical signal models we will further discuss the aforementioned biochemical transport model and derive the stochastic integral solution www.intechopen.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: Théorique ou conceptuel
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,233 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2010
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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