[发明专利]基于神经网络算法的不均匀磁场下脑代谢物浓度量化方法在审

专利信息
申请号: 201910625103.X 申请日: 2019-07-11
公开(公告)号: CN110503197A 公开(公告)日: 2019-11-26
发明(设计)人: 林雁勤;苟垚平;段博;陈忠 申请(专利权)人: 厦门大学
主分类号: G06N3/08 分类号: G06N3/08;G06N3/02;G06F17/14;A61B5/055
代理公司: 35204 厦门市首创君合专利事务所有限公司 代理人: 张松亭;张迪<国际申请>=<国际公布>=
地址: 361000 *** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 脑代谢 神经网络算法 不均匀磁场 浓度量化 验证集 自由感应衰减信号 神经网络结构 标签数据 测试数据 代谢物谱 模拟软件 模拟信号 设计训练 神经网络 生物活体 整体数据 核磁共振 不均匀 测试集 图数据 训练集 应用性 活体 拟合 量化 测试 检验
【权利要求书】:

1.基于神经网络算法的不均匀磁场下脑代谢物谱图量化方法,其特征在于包括以下步骤:

1)利用自由感应衰减信号模拟软件FID-A并选用常见可检测生物活体脑代谢物模拟基集,进行模拟各个脑代谢物PRESS实验,通过对各个脑代谢物的模拟信号进行带系数加权累加,固定水信号加权系数,得到最终的生物脑代谢物模拟信号;

2)通过产生不同线宽、不同信噪比、不同脑代谢物浓度的模拟数据建立训练数据集,随机取出训练数据集中的小部分分别作为验证集和测试集,将产生的每一条模拟数据所对应的脑代谢物加权系数作为标签数据;

3)对上述所有数据集进行数据预处理,预处理包括一维傅里叶变换、归一化、数据裁剪;

4)设计神经网络模型结构,利用验证集选取神经网络结构的超参数,得到量化模型;

5)利用测试数据对量化模型进行测试检验:对测试数据进行预处理后,输入量化模型,即可输出其对应的各个代谢物浓度信息;所述预处理包括一维傅里叶变换、归一化、数据裁剪。

2.根据权利要求1所述的基于神经网络算法的不均匀磁场下脑代谢物谱图量化方法,其特征在于:所述脑代谢物包括但不限于Cr、NAA、Cho、Gln、GABA、Ins、Tau、Lac、Glu。

3.根据权利要求1所述的基于神经网络算法的不均匀磁场下脑代谢物谱图量化方法,其特征在于:步骤1中,各个脑代谢物的模拟信号的系数加权是指:根据各个脑代谢物在脑模型溶液中浓度的不同,确定各个脑代谢物模拟信号在生物脑代谢物模拟信号中的权重,从而得到各个脑代谢物的模拟信号的系数加权。

4.根据权利要求1所述的基于神经网络算法的不均匀磁场下脑代谢物谱图量化方法,其特征在于:步骤1中固定水信号系数加权是指,根据水在脑模型溶液中的浓度,确定水信号在生物脑代谢物模拟信号中的权重,从而得到水信号的系数加权。

5.根据权利要求1所述的基于神经网络算法的不均匀磁场下脑代谢物谱图量化方法,其特征在于:步骤5中,所述测试数据包括模拟数据和实验实采数据;其中实验实采数据需要经过预处理。

6.根据权利要求1所述的基于神经网络算法的不均匀磁场下脑代谢物谱图量化方法,其特征在于:所述数据裁剪是指减小数据的维度。

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