恭喜北京科技大学;西北工业大学;北京大学第三医院(北京大学第三临床医学院)王卫苹获国家专利权
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龙图腾网恭喜北京科技大学;西北工业大学;北京大学第三医院(北京大学第三临床医学院)申请的专利基于多频段PCMI-EBN的轻度认知障碍脑电信号分析方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114631827B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111604562.3,技术领域涉及:A61B5/372;该发明授权基于多频段PCMI-EBN的轻度认知障碍脑电信号分析方法及系统是由王卫苹;何畅;罗熊;王济楚;王震;李建武;赵海燕设计研发完成,并于2021-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多频段PCMI-EBN的轻度认知障碍脑电信号分析方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及神经网络模型搭建技术领域,特别涉及一种基于多频段PCMI‑EBN的轻度认知障碍脑电信号分析方法。该方法采集脑电信号历史数据样本,进行去噪处理后,采用使用排序条件互信息方法提取耦合特征构建因效性脑网络PCMI‑EBN,并基于多频段的PCMI‑EBN信号使用多频段核ELM方法实现对不同脑电信号的高精确性分类。本发明的有益效果是,本发明的方法有助于解决轻度认知障碍早期诊断困难的问题,可以广泛应用于医院及社区内的健康管理指导和临床诊疗。作为针对轻度认知障碍的医疗辅助、临床诊断参考以及治疗辅助技术,从而解决轻度认知障碍早期诊断困难问题。
本发明授权基于多频段PCMI-EBN的轻度认知障碍脑电信号分析方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于多频段PCMI-EBN的轻度认知障碍脑电分析方法,其特征在于,包括以下步骤:S1)采集脑电信号历史数据样本,进行去噪处理后,提取每个脑电信号历史数据样本的多个频段内的脑电信号数据;具体步骤为:S1.1)将采集的脑电信号历史数据样本中的0.5Hz以下和32Hz以上的噪声频带的去除,再使用平稳小波变换和独立成分分析方法进行去噪;S1.2)采用分段聚合近似方法对S1.1处理后的脑电信号历史数据样本进行数据压缩;S1.3)使用短时傅里叶变换方法提取压缩后数据中每个脑电信号历史数据样本的多个频段的脑电信号数据;所述多个频段为四个频段,分别为:δ:1-3Hz,θ:4-7Hz,α:8-13Hz和β:14-30Hz;S2)构建每个脑电信号历史数据样本的单频段脑电信号数据的因效性脑网络PCMI-EBN;具体步骤为:S2.1)将单个频段下的脑电信号数据所在通道与其他所有剩余通道之间的排序条件互信息PCMI作为耦合特征,并根据脑电信号通道数构建脑网络矩阵,其中,脑电信号通道数为a,a为大于0的正整数;S2.2)将构建脑网络矩阵通过阈值变换法转化为二值矩阵,将所述二值矩阵记为PCMI-EBN;S3)根据设定的稀疏度值对S2)得到的单频段的因效性脑网络PCMI-EBN进行稀疏化处理后得到所述稀疏度值下单频段的图核矩阵;具体步骤为:S3.1)设定稀疏度值,S3.2)根据S3.1)设定的稀疏度值对S2.2)得到的单频段脑电信号数据的因效性脑网络PCMI-EBN进行稀疏化处理,得到所述稀疏度值下单频段的图核矩阵;S4)重复S2)-S3)后进行融合得到所有脑电信号历史数据样本的多个频段的图核矩阵;具体步骤为:S4.1)重复S2)-S3)后得到所有脑电信号历史数据样本的多个频段的所述稀疏度值下单频段的图核矩阵;S4.2)通过以下公式(1)进行融合,所有脑电信号历史数据样本的多个频段的图核矩阵中单频段的图核矩阵,公式如下: (1)式中,为稀疏度值为i时的图核,为稀疏度值为i时的图核权重,N为不同稀疏度图核的个数;S5)根据S4)得到所有脑电信号历史数据样本的多个频段的图核矩阵,将S4)得到的所有脑电信号历史数据样本的多个频段的图核矩阵输入多频段核ELM分类器,根据输出结果完成正常信号及异常信号的分类,实现轻度认知障碍脑电分析;具体步骤为:S5.1)将S4)得到的所有脑电信号历史数据样本的多个频段的图核矩阵中各单频段的图核矩阵依次输入到单频段ELM分类器中训练后得到多个单频段核ELM分类器,公式如下: ,(2)其中,gx为输出;kx,xi为x与第i个训练样本图核矩阵中的值;为训练集图核矩阵;n为训练集中样本的个数;T为训练集中样本类别;Cr为惩罚因子,Cr=10;S5.2)再将每个脑电信号历史数据样本的多个单频段核ELM分类器进行融合得到多频段核ELM分类器,将S4)得到的所有脑电信号历史数据样本的多个频段的图核矩阵输入多频段核ELM分类器,求出: (3)式中,b为频段数目,为第i个频段模型中使用的图核,为第i个单频段分类器的权重且满足;如果的取值为1,则为正常数据样本,如果的取值为-1,则为异常数据样本,即可完成对正常与异常信号的分类。
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