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专利号: 2024113338452
申请人: 兰州交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于MBFN的抑郁症自动检测方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤一:输入128通道原始EEG数据X={x(1),x(2),…,x(n)};

步骤二:基于可变滑动窗口VSW多尺度化EEG信号,尺度系数s=1时,VSW得到与原EEG信号序列相同的信号序列,尺度系数s≠1时,VSW将原EEG信号序列多尺度化后重构为式中, 是第l个变滑动窗口的EEG信号的第j个数据,依次对所有EEG通道进行多尺度化及重构;

步骤三:比较各通道在不同尺度上重构EEG信号样本熵,选择多数尺度重构EEG信号中样本熵值排序前k个通道,带通滤波器将前k个通道EEG信号划分至delta(0.5‑4Hz),theta(4‑8Hz),alpha(8‑13Hz),beta(13‑30Hz)和gamma(30‑48Hz)五个子带;

其中,选择样本熵值排序前k个通道的过程如下:

(1)重构后EEG信号按序组成一组维度为m向量序列Ym(1),…,Ym(N‑m+1),其中,Ym(i)={y(i),y(i+1),…,y(i+m‑1)},1≤i≤N‑m+1;

(2)向量Ym(i)与Ym(j)之间的距离计算公式为:d[Ym(i),Ym(j)]=maxk=0,…,m‑1(|y(i+k)‑y(j+k)|)        (5);

(3)对于给定的Ym(i),统计d[Ym(i),Ym(j)]≤r的j的数量Bi,其中,1≤j≤n‑m,则向量Ym(i)存在:m

对于全部向量序列,则B(r)定义为:

(4)增加维数至m+1,统计d[Ym+1(i),Ym+1(j)]≤r的j的数量Ai,则 定义为:m

则A(r)定义为:

(5)计算EEG信号的样本熵,计算如下:

式中,参数设置如下:m=2,r=0.15*SD,SD为相应尺度EEG信号的标准差;

(6)基于各通道不同尺度的样本熵生成如下样本熵矩阵:其中,N为EEG通道数,s为多尺度系数;

(7)计算样本熵矩阵中每一行样本熵均值,选择均值最高前k通道用于构建MBFN;

步骤四:使用前k个EEG通道对应电极作为MBFN的共享节点,子带内EEG节点对的功能连接生成层内邻接矩阵,不同子带间EEG节点对的功能连接生成层间邻接矩阵,层内邻接矩阵和层间邻接矩阵共同组成超邻接矩阵,进而生成MBFN;

其中,层内及层间邻接矩阵功能连接的计算以传递熵作为载体,EEG节点对之间两个方向上传递熵相加求均值即功能连接强度,计算过程如下:ri和rj表示两EEG节点vj和vj对应的时间序列,τ为通道间的时间延迟,τ=1ms,p(·)为概率分布;

步骤五:分析抑郁症组和正常对照组之间MBFN的层内和层间功能连通性变化,在显著性改变网络层中对MBFN的层内总耦合强度(),层间耦合强度(),多层网络参与系数(MPC),多路聚类系数(MCC),局部效率(LocE),全局效率(GloE)六种度量指标与临床检查标准PHQ‑9评分进行Pearson相关性分析,探索抑郁症检测潜在标识物;

步骤六:采用KNN分类器评估潜在标识物对抑郁症检测的有效性,实现抑郁症检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于MBFN的抑郁症自动检测方法,其特征在于,步骤二中基于VSW多尺度化EEG信号重构过程如下:(1)尺度系数s=2时,EEG信号重构为 即

(2)尺度系数s=3时,EEG信号重构为 和

其中,第一个EEG信号重构序列即

第二个EEG信号重构序列即

(3)以此类推,直至s≥N/4或者s=30,其中,N为原始EEG通道数量。