基于卷积神经网络和迁移学习的癫痫状态识别
2021-06-25曹玉珍高晨阳
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2021年10期
曹玉珍,高晨阳,余 辉,王 江
(1. 天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津 300072;2. 天津大学电气自动化与信息工程学院,天津300072)
癫痫是一种由大脑神经元异常放电引起的慢性大脑疾病,具有不确定性、反复发作的特点[1].癫痫状态自动识别不仅可以用于监测病患是否发病,也为癫痫电磁刺激疗法提供支持.对于一个闭环的电磁刺激控制系统,对癫痫发作状态应具有较好的识别准确率和实时性[2],而针对特定病患的癫痫发作状态自动识别算法是关键所在.
癫痫发作期间,脑电信号表现为棘波、尖波、棘慢复合波、尖慢复合波,被认为是临床上检测癫痫样放电最显著的特征波形.癫痫状态识别通常通过对脑电片段进行特征提取后进行分类识别,目前主要基于时域分析、频域分析、时频分析以及非线性动力学分析等技术提取特征.随着深度学习方法理论日益完善,深度学习模型在图像识别与分割、语音识别等领域都取得了很好的成果,在脑电信号分析处理中也逐渐取代了部分传统模式识别方法,得到了较广泛的关注.Acharya等[3]在2017年将卷积神经网络用于癫痫脑电数据处理,最终在BONN大学的iEEG数据集上达到了88.67%的识别准确率;Yao等[4]基于双向长短时记忆网络(LSTM)对癫痫脑电发作检测的平均精确度达到了88.63%.单绍杰等[5]在提取小波能量特征的基础上,将LSTM应用到单导联癫痫脑电发作预测中.
然而,由于不同病患之间的个体差异较大,训练一个识别准确的……
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