利索能及
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专利号: 2017103324311
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种大脑功能网络的关键路径搜索方法,其特征在于包括以下步骤:

(1)对磁共振设备采集到的大脑图像进行读取和格式转换;再进行预处理,预处理包括时间矫正、头动矫正、配准、分割结构像、空间标准化和平滑;最后进行低频滤波,降低低频漂移及高频的生物噪音;

(2)选定一种标准化大脑分区模板与预处理后的核磁图像进行匹配,标准化大脑分区模板包括AAL分区模板、Brodmann分区模板,划分图像为p个大脑区域,每个脑区分别对应脑功能网络中的一个节点;

(3)计算磁共振图像中每个脑区所有体素的时间序列平均值,提取不同标准分区对应的时间序列,通过多元线性回归分析去除一些由头动及全局信号造成的伪差异;

(4)对一组实验对象的时间序列进行单样本T检验,用得到的组分析结果表示脑功能网络中所有节点的值,进而计算两两脑区间的相关系数,得到一个归一化的时间序列相关系P×P数矩阵R ,将相关系数矩阵R中元素rij,i,j=1,2,...,p作为连接大脑功能网络节点i到节点j的权值向量初始值;

(5)定义路径W=(W1,W2,...,WP),其中W1,W2,...,Wp代表p个节点的编号,W表示从节点W1出发依次经过节点W2,...,Wp的路径;定义路径的优化度f(i)为路径内所有权值向量和的倒数;

(6)定义一个二维矩阵U来记录路径编号和路径优化度的关系,U={W(i),f(i),i=

1,...,N},N表示所有路径的数目;按U中的优化度降序排列结果将所有的路径分成m个群体Y1,Y2,...,Ym,每个群体中包含n条路径,同时满足N=m×n;

(7)定义调整因子Insert(i1,i2)为将W=(Wi),i=1,2,...,p中的 插入到 位置之前;一个或多个调整因子的有序排列就是调整序列,记作InsertList,InsertList=(Insert1,Insert2,…,Insertt)             (1)其中,Insert1,Insert2,…,Insertt是调整因子;

(8)路径间的差异是路径之间的调整序,子群体内训练方程为:

l=min{int[rand length(InsertList)],lmax}                  (2)S={(Inserti)|Inserti∈InsertList,i=1,2,…,l}               (3)Wq=Ww+S                            (4)其中,length(InsertList)表示调整序列中全部调整因子的个数,lmax表示允许选用的最大调整因子个数,S表示更新Ww的调整序,Ww为子群体内路径优化度最差的路径;

(9)当子群体内的路径优化度的差值小于阀值时,则跳到下一步,否则,子群体重复进行最差路径优化;对各个子群内的路径进行过局部优化之后,将所有路径重新混合在一起,进行路径去重操作;

(10)按照一定的概率对每个单独的路径进行局部随机更新操作,路径随机更新优化操作如下:对每条单独的路径W,随机选择一个节点Wi,与节点Wi左右连接的节点分别表示为Wi-1,Wi+1,然后选择除了Wi、Wi-1、Wi+1以外的距离Wi最近的节点Wj其中,Reverse(Wi,Wj)表示将节点Wi和节点Wj之间的所有节点进行倒位逆序排列,所有节点包括节点Wi和节点Wj;SUM(Wi,Wj)表示节点Wi和节点Wj之间路径的权值和;如果新的路径W'路径优化度f(i)优于原路径W的路径优化度,则用W'取代W,重新计算路径优化度;

(11)如果全部路径最大优化度和最差优化度的差值小于一个确定的阀值ε,则算法收敛,停止迭代,输出优化度最大的路径,即关键路径;否则,返回步骤(6)。