[發明專利]基于腦功能網絡特征對早晚期輕度認知障礙的分類裝置

有效

• 申請號: 201711291115.0
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107909117B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 李凌;趙贊贊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T7/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周劉英

1.一種基于腦功能網絡特征對早晚期輕度認知障礙的分類裝置，其特征在于，所述裝置包括：用于采集靜息態功能磁共振數據的采集裝置；用于接收所述靜息態功能磁共振數據的計算機，所述計算機被編程以執行下述步驟：

步驟1：對采集的靜息態功能磁共振數據進行預處理得到訓練樣本；

步驟2：對訓練樣本進行腦網絡特征提取：

201：選擇待提取的腦區，并分別提取每個腦區的時間序列的均值作為每個腦區的腦網絡節點，得到M個腦網絡節點構成的腦網絡節點集合V，其中M為腦區數；

202：計算任意兩個腦網絡節點的相關系數其中i、j表示腦網絡節點區分符，t_i、t_j分別表示腦網絡節點i、j的時間序列的元素，分別表示腦網絡節點i、j的時間序列的均值，n為訓練樣本標識符；

203：設置兩個腦網絡節點i和j間的連通性：若相關系數r_n(i,j)大于或等于預設閾值γ，則腦網絡節點i和j間為連通；否則為不連通；

204：基于腦網絡節點間的連通性，提取每個訓練樣本的腦網絡特征集合{K，B,L}：

計算每個腦網絡節點的節點連接數K_i，由M個腦網絡節點的節點連接數K_i得到腦網絡節點度集合K；

計算每個腦網絡節點的中心度其中S_jm表示腦網絡節點m和j之間存在的最短路徑個數，S_jm(i)表示腦網絡節點m和j中最短路徑經過節點i的個數，由M個腦網絡節點的中心度得到腦網絡節點中心度集合B；

計算從腦網絡節點i到腦網絡節點j的最短路徑數L_ij，其中j≠i∈V，得到腦網絡節點i的節點路徑長度V|表示集合V的數目，由M個節點路徑長度L_i得到腦網絡節點路徑長度集合L；

步驟3：提取訓練樣本的特征向量：

對每個訓練樣本的每個腦區的腦網絡特征K_i、B_i和L_i，對所有腦區的三類腦網絡特征進行隨機組合，得到7種組合數據；

對每個訓練樣本的每種組合數據采用逐步分析方法進行特征篩選，并記錄每一個組合所選擇的特征標號，得到組合選擇特征集其中k為訓練樣本標識符，c為組合方式標識符；所述特征標號包括腦區標識符和腦網絡特征類別標識符；

統計所有組合中各特征標號的出現概率，取出現概率最大的前T_th個特征標號所對應的腦網絡特征作為每個訓練樣本的特征向量，其中閾值T_th為預設值；

步驟4：分別對各訓練樣本的特征向量進行歸一化預處理后，訓練用于區分早期和晚期輕度認知障礙的二分分類器；

步驟5：輸入待分類的靜息態功能磁共振數據，并采用提取訓練樣本的特征向量相同的方式，提取待分類的靜息態功能磁共振數據的特征向量；對提取的特征向量進行歸一化預處理后輸入所述二分分類器得到分類結果。