[發(fā)明專利]一種面向孤獨(dú)癥診斷的靜息態(tài)腦電分析系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711331223.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108143411A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 禹東川;賈會(huì)賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/0476
• 分類號(hào): A61B5/0476;A61B5/16;A61B5/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/063;G06N3/08
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進(jìn)

本發(fā)明是屬于孤獨(dú)癥檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種面向孤獨(dú)癥診斷的靜息態(tài)腦電分析系統(tǒng)，包括：采集數(shù)據(jù)模塊：用于被試人員在睜眼休息時(shí)的腦電信號(hào)；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊：用于對(duì)靜息態(tài)腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪處理；提取特征模塊：用于計(jì)算對(duì)預(yù)處理之后的靜息態(tài)腦電地形圖間相關(guān)系數(shù)，并以此為特征參數(shù)進(jìn)行k?means盲聚類，得到三個(gè)靜息態(tài)腦電微狀態(tài)三類靜息態(tài)腦電微狀態(tài)地形圖，提取每種微狀態(tài)類別的平均持續(xù)時(shí)間或平均每秒內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)；進(jìn)而獲得訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本集和測(cè)試樣本集，并按照標(biāo)準(zhǔn)的前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)獲得模式分類器；利用獲得的模式分類器最終實(shí)現(xiàn)對(duì)患孤獨(dú)癥風(fēng)險(xiǎn)的診斷結(jié)果；可客觀、快速做出孤獨(dú)癥的輔助診斷；適合用于兒童在發(fā)育早期的孤獨(dú)癥診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是屬于孤獨(dú)癥檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種面向孤獨(dú)癥診斷的靜息態(tài)腦電分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)

孤獨(dú)癥譜系障礙，或稱“自閉癥譜系障礙”、“孤獨(dú)癥”、“自閉癥”是一系列神經(jīng)發(fā)育障礙的統(tǒng)稱。依據(jù)美國(guó)精神病學(xué)會(huì)2013年出版的《精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)(第五版)》的界定，罹患這種疾病的患者通常具有如下特征：社會(huì)交往和溝通障礙、狹隘的興趣和刻板行為，其中社會(huì)交往障礙為其核心障礙。依據(jù)美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心下屬的孤獨(dú)癥與發(fā)育障礙監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)2010年和2012年的估計(jì)，大約每68名美國(guó)兒童中就有一人被診斷為孤獨(dú)癥譜系障礙。該疾病在所有種族和社會(huì)經(jīng)濟(jì)群體中均廣泛存在。孤獨(dú)癥譜系障礙的發(fā)病率具有明顯的性別差異，男性的發(fā)病率約為1/42，女性的發(fā)病率約為1/189，即男性的發(fā)病率是女性的4.5倍。在我國(guó)，孤獨(dú)癥譜系障礙患者的診斷率也在逐年上升。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)每166名兒童中就有1人被確診為孤獨(dú)癥譜系障礙患者。孤獨(dú)癥譜系障礙對(duì)患者家庭和社會(huì)構(gòu)成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在美國(guó)，每年在孤獨(dú)癥譜系障礙患者身上花費(fèi)了約115至609億美元，這既包括直接的醫(yī)療支出和非直接的支出(例如特殊教育、康復(fù)訓(xùn)練等)。

由于孤獨(dú)癥譜系障礙會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷患者的社會(huì)與認(rèn)知功能、干預(yù)和治療效果欠佳，且患病率逐年升高、對(duì)家庭和社會(huì)構(gòu)成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，了解其風(fēng)險(xiǎn)因素和病理機(jī)制、提高診斷技術(shù)的信度和效度就顯得極為必要。目前國(guó)際上主流的診斷工具包括孤獨(dú)癥診斷觀察量表和孤獨(dú)癥診斷訪談量表(修訂版)。盡管上述基于問(wèn)卷和訪談的孤獨(dú)癥診斷在實(shí)際診斷中有廣泛的應(yīng)用，但是這些方法無(wú)法避免數(shù)據(jù)采集中的主觀性和偏見(jiàn)。因此，使用更為客觀、更為有效的技術(shù)對(duì)孤獨(dú)癥譜系障礙進(jìn)行診斷就顯得極為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種面向孤獨(dú)癥診斷的靜息態(tài)腦電分析系統(tǒng)。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種面向孤獨(dú)癥診斷的靜息態(tài)腦電分析系統(tǒng)，包括

采集數(shù)據(jù)模塊：用于被試人員在睜眼休息時(shí)的腦電信號(hào)；

數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊：用于對(duì)靜息態(tài)腦電信號(hào)進(jìn)行降噪處理；

提取特征模塊：用于計(jì)算對(duì)預(yù)處理之后的靜息態(tài)腦電地形圖間相關(guān)系數(shù)，并以此為特征參數(shù)進(jìn)行k-means盲聚類，得到三個(gè)靜息態(tài)腦電微狀態(tài)三類靜息態(tài)腦電微狀態(tài)地形圖，提取每種微狀態(tài)類別的平均持續(xù)時(shí)間或平均每秒內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)；進(jìn)而獲得訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本集和測(cè)試樣本集，并按照標(biāo)準(zhǔn)的前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)獲得模式分類器；利用獲得的模式分類器最終實(shí)現(xiàn)對(duì)患孤獨(dú)癥風(fēng)險(xiǎn)的診斷結(jié)果；

所述采集數(shù)據(jù)模塊包括腦電圖設(shè)備，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和提取特征模塊包括基于MATLAB的開(kāi)源工具箱eeglab 13.0。

優(yōu)選地，所述三類靜息態(tài)腦電微狀態(tài)地形圖包括A類、B類、C類，其空間構(gòu)型正負(fù)電荷的重心分別為右側(cè)額區(qū)-左側(cè)枕區(qū)、左側(cè)額區(qū)-右側(cè)枕區(qū)、額區(qū)中線-枕區(qū)中線。

優(yōu)選地，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本集和測(cè)試樣本集的輸入向量由靜息態(tài)腦電微狀態(tài)類別A和類別C的平均持續(xù)時(shí)間、微狀態(tài)類別B平均每秒內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)這三個(gè)變量構(gòu)成，輸出結(jié)果為{0，1}數(shù)據(jù)，其中0代表正常人群的數(shù)據(jù)，1代表孤獨(dú)癥人群的數(shù)據(jù)。