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基于熵算法的孤獨癥譜系障礙兒童腦電特征提取與分類

作者:趙杰; 丁萌; 佟禎; 韓俊霞; 李小俚; 康健楠 河北大學電子信息工程學院; 河北保定071000; 燕山大學電氣工程學院; 河北秦皇島066004; 北京師范大學認知神經(jīng)科學與學習國家重點實驗室; 北京100875

摘要:孤獨癥譜系障礙(ASD)兒童的早期診斷至關重要。腦電圖(EEG)是最常用于神經(jīng)成像的技術之一,其使用方便并且包含信息豐富。本文從ASD兒童和正常兒童的EEG信號中提取近似熵(ApEn)、樣本熵(SaEn)、排序熵(PeEn)和小波熵(WaEn)四種熵特征,應用獨立樣本t檢驗分析組間差異,利用支持向量機(SVM)學習算法為不同腦區(qū)的每種熵測量建立分類模型,最后通過置換檢驗搜索優(yōu)化子集,使SVM模型實現(xiàn)最佳性能。結果表明,與正常對照組相比,ASD兒童腦電復雜度較低;在所有四種熵中,WaEn的分類性能優(yōu)于其他熵;分類效果在不同腦區(qū)表現(xiàn)出差異性,其中額葉區(qū)域表現(xiàn)最佳;最后經(jīng)過特征選擇,篩選出六個特征,建立分類模型,分類準確率最高提高到84.55%。本研究結果可為孤獨癥的早期發(fā)現(xiàn)提供幫助。

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生物醫(yī)學工程學

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