脑电信号分析设备、方法、电子设备及存储介质

本申请属于计算机，尤其涉及脑电信号分析设备、方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、帕金森病(parkinson’s disease，pd)是一种常见的神经系统变性疾病，多发于60左右的老年人，但近年来，帕金森患者有向年轻化发展的趋势。相关技术中，当发现受试者的行走、说话、书写异常等运动症状时，该受试者可能已处于帕金森病的晚期。而实际上，受试者的失眠、焦虑、惊厥等非运动症状可能在运动症状开始出现的更早期便已存在，但是非运动症状通常不易被察觉，或者常被认为是其他疾病的症状，因而，帕金森病患者很难被及时确诊。

2、因此，仅根据受试者的外在表现症状来判断其是否患有帕金森病不足以满足当前的医疗需求，目前亟需一种能够更加及时准确地发现受试者是否存在帕金森病患病可能的设备。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种脑电信号分析设备、方法、电子设备及存储介质，以解决当前难以及时准确地发现受试者是否存在帕金森病的患病可能的问题。

2、本申请是通过如下技术方案实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种脑电信号分析设备，包括：采集模块、处理模块和分析模块；所述采集模块，用于采集待分析目标的脑电信号，并将所述脑电信号传输至所述处理模块；所述处理模块，用于接收所述脑电信号，并对所述脑电信号进行预处理，得到多个脑电输入数据，再将所述多个脑电输入数据传输至所述分析模块；所述分析模块内设有训练好的脑电分析模型，所述分析模块用于接收所述多个脑电输入数据，并将所述多个脑电输入数据输入所述脑电分析模型，得到所述脑电分析模型输出的分析结果，所述分析结果表征所述待分析目标患有帕金森病的可能性。

4、结合第一方面，在一些实施例中，所述脑电分析模型包括依次设置的多个卷积模组、多个全连接层和softmax层；所述分析模块具体用于：接收所述多个脑电输入数据；将所述多个脑电输入数据输入至所述脑电分析模型，通过所述多个卷积模组逐步提取所述多个脑电输入数据的特征，通过所述多个全连接层和所述softmax层，将最后设置的卷积模组提取的特征进行加权融合及分类预测，最后得到所述待分析目标的脑电信号对应的分析结果。

5、结合第一方面，在一些实施例中，每个卷积模组中包括卷积层、批归一化层和池化层，每个池化层的输出数据为一种中间层输出数据；所述脑电信号分析设备还包括显示模块；所述显示模块，用于接收由所述分析模块发送的至少一个指定池化层输出的中间层输出数据，并显示所述至少一个指定池化层输出的中间层输出数据的可视化图形。

6、结合第一方面，在一些实施例中，所述显示模块具体用于：对于每个脑电输入数据，获取所述脑电分析模型中每个指定池化层输出的第一热力向量，所述第一热力向量为该指定池化层输出的中间层输出数据对应的向量，所述第一热力向量包括卷积通道维度、时间维度和空间维度；以及对每个指定池化层对应的第一热力向量在所述卷积通道维度和所述时间维度上求平均值，得到每个指定池化层对应的第二热力向量；对于每个指定池化层，将所述多个脑电输入数据的该指定池化层所对应的的第二热力向量中，预设数量的第二热力向量求平均值，得到该指定池化层对应的第三热力向量；根据每个指定池化层对应的第三热力向量，绘制相应池化层对应的输出数据的可视化图形。

7、结合第一方面，在一些实施例中，所述采集模块包括多个电极和多个电极通道，所述多个电极包括参考电极和非参考电极；所述脑电信号通过所述多个电极采集，并通过所述多个电极通道传输至所述处理模块，所述处理模块具体用于：接收所述脑电信号，并筛选出可用脑电信号，所述可用脑电信号为未损坏的非参考电极的脑电数据；对所述可用脑电信号进行去噪处理，得到可用脑电数据；通过预设尺寸的滑动窗口将所述可用脑电数据进行切片，得到所述待分析目标的多个脑电输入数据。

8、结合第一方面，在一些实施例中，所述脑电信号分析设备还包括：预测模块，用于根据所述分析结果和所述可视化图形，输出所述待分析目标的脑电信号分析结论，所述脑电信号分析结论包括所述待分析目标的各个脑区的特征和所述待分析目标患有帕金森病的可能性。

9、第二方面，本申请实施例提供了一种脑电信号分析方法，包括：获取待分析目标的脑电信号；对所述脑电信号进行预处理，得到多个脑电输入数据；将所述多个脑电输入数据输入至训练好的脑电分析模型，得到所述脑电分析模型输出的分析结果。

10、结合第二方面，在一些实施例中，所述脑电分析模型的训练过程包括：获取多个样本分析目标的样本脑电信号，所述样本分析目标包括正常样本分析目标和患病样本分析目标；所述患病样本分析目标对应的真实标签为第一分类值，所述正常样本分析目标对应的真实标签为第二分类值；分别对各个样本分析目标的样本脑电信号进行预处理，得到各个样本分析目标的多个样本输入数据；将所述多个样本输入数据输入至所述脑电分析模型进行训练。

11、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面任一项所述的脑电信号分析方法。

12、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第二方面任一项所述的脑电信号分析方法。

13、第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第二方面中任一项所述的脑电信号分析方法。

14、本申请实施例与相关技术相比存在的有益效果是：

15、本申请实施例提供了一种脑电信号分析设备，该设备包括采集模块、处理模块和分析模块显示模块，先通过采集模块来采集待分析目标的脑电信号，再通过处理模块对脑电信号进行预处理，得到多个脑电输入数据，进而，将多个脑电输入数据输入至分析模块中训练好的脑电分析模型，得到脑电分析模型输出的分析结果，这样，可以通过训练好的脑电分析模型对经过处理的脑电输入数据进行分析，从而能够及时准确地发现待分析目标是否存在帕金森病的患病可能。

16、可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

17、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。

技术特征：

1.一种脑电信号分析设备，其特征在于，包括采集模块、处理模块和分析模块；

2.如权利要求1所述的脑电信号分析设备，其特征在于，所述脑电分析模型包括依次设置的多个卷积模组、多个全连接层和softmax层；所述分析模块具体用于：

3.如权利要求2所述的脑电信号分析设备，其特征在于，每个卷积模组中包括卷积层、批归一化层和池化层，每个池化层的输出数据为一种中间层输出数据；所述脑电信号分析设备还包括显示模块；

4.如权利要求3所述的脑电信号分析设备，其特征在于，所述显示模块具体用于：

5.如权利要求1至4任一项所述的脑电信号分析设备，其特征在于，所述采集模块包括多个电极和多个电极通道，所述多个电极包括参考电极和非参考电极；

6.如权利要求3或4所述的脑电信号分析设备，其特征在于，所述脑电信号分析设备还包括：

7.一种脑电信号分析方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的脑电信号分析方法，其特征在于，所述脑电分析模型的训练过程包括：

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7至8任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至8任一项所述的方法。

技术总结
本申请适用于计算机技术领域，提供了脑电信号分析设备、方法、电子设备及存储介质，该脑电信号分析设备包括：采集模块、处理模块和分析模块；采集模块，用于采集待分析目标的脑电信号，并将脑电信号传输至处理模块；处理模块，用于接收脑电信号，并对脑电信号进行预处理，得到多个脑电输入数据，再将多个脑电输入数据传输至分析模块；分析模块内设有训练好的脑电分析模型，分析模块用于接收多个脑电输入数据，并将多个脑电输入数据输入所述脑电分析模型，得到脑电分析模型输出的分析结果，该分析结果表征待分析目标患有帕金森病的可能性。本申请能够及时准确地发现待分析目标是否存在帕金森病的患病可能。

技术研发人员：冯临冬,刘京
受保护的技术使用者：河北师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15