本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

耳聾是常見(jiàn)的臨床遺傳病，會(huì)給人們的生活和健康帶來(lái)極為嚴(yán)重的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1000個(gè)新生兒中會(huì)出現(xiàn)1～3名耳聾患者，此中大約有3/5的耳聾患者是因?yàn)檫z傳，部分也可能是因?yàn)橥饨绛h(huán)境導(dǎo)致。由于生理上的缺陷，他們的日常生活并不同于健聽(tīng)人的生活，這不僅讓他們自己承受了巨大的痛苦，也給家庭添了很多麻煩,給社會(huì)帶來(lái)了沉重的擔(dān)負(fù)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的改善，聽(tīng)力語(yǔ)言康復(fù)訓(xùn)練能夠協(xié)助耳聾患者通過(guò)殘余聽(tīng)力恢復(fù)語(yǔ)言功能，并且在提高交流能力上起著巨大的貢獻(xiàn)，這一康復(fù)學(xué)科對(duì)耳聾患者有著十分重要的作用。電子技術(shù)的進(jìn)一步成熟，使得數(shù)字助聽(tīng)器有了飛速的進(jìn)步，數(shù)字芯片憑借其強(qiáng)大的靈活度和信號(hào)分析水平，使得助聽(tīng)器在聽(tīng)力能力的恢復(fù)過(guò)程中占據(jù)了主導(dǎo)地位；與此同時(shí)，人工耳蝸(cochlearimplant，ci)技術(shù)邁向成熟，逐步獲得臨床的認(rèn)可，能夠促進(jìn)耳聾患者利用殘余聽(tīng)力使聽(tīng)力恢復(fù)效果達(dá)到最佳。人工耳蝸植入手術(shù)是到現(xiàn)在為止解決先天性全聾問(wèn)題的最好辦法，特別針對(duì)重度耳聾的兒童而言。人工耳蝸植入人體后，可代替受損組織，當(dāng)刺激聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)時(shí)，它將聲音信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并傳到中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，同時(shí)，它能促使患者的大腦皮層功能發(fā)生變化，使聽(tīng)覺(jué)相關(guān)功能逐漸恢復(fù)。眾所周知，助聽(tīng)器能提高聽(tīng)力，但個(gè)體之間的效果卻是千差萬(wàn)別，人工耳蝸植入后的短期康復(fù)效果和長(zhǎng)期聽(tīng)覺(jué)言語(yǔ)功能發(fā)展，在不同植入患者間存在差異性。

先天性耳聾兒童在進(jìn)行人工耳蝸植入手術(shù)之前，主要通過(guò)視覺(jué)來(lái)獲取外界信息，并通過(guò)視覺(jué)代償來(lái)彌補(bǔ)聽(tīng)覺(jué)的缺失。臨床建議，針對(duì)先天性耳聾兒童耳蝸植入年齡應(yīng)盡量限制在5歲以前，因?yàn)橛變旱拇竽X處于一個(gè)快速的發(fā)育階段，盡早的耳蝸植入有助于大腦接受聽(tīng)覺(jué)刺激，重塑大腦聽(tīng)覺(jué)感官系統(tǒng)。研究顯示，如果習(xí)慣性總是通過(guò)視覺(jué)代償來(lái)彌補(bǔ)聽(tīng)覺(jué)的缺失可能會(huì)在一定程度上限制耳蝸植入在臨床上的表現(xiàn)和聽(tīng)覺(jué)性語(yǔ)言的理解，這也解釋了為什么許多耳蝸植入患者存在康復(fù)效果不佳的問(wèn)題。同時(shí)，在植入人工耳蝸后，康復(fù)聽(tīng)覺(jué)訓(xùn)練也至關(guān)重要。相關(guān)報(bào)道顯示，ci術(shù)前和術(shù)后過(guò)于依賴視覺(jué)的兒童聽(tīng)覺(jué)恢復(fù)常不理想，目前不少康復(fù)機(jī)構(gòu)均強(qiáng)調(diào)ci術(shù)后減少視覺(jué)輔助，單純使用聽(tīng)覺(jué)康復(fù)的重要性。hocking等利用功能性磁共振成像檢查先天性極重度耳聾成人患者時(shí)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)患者的視覺(jué)刺激可激發(fā)較正常個(gè)體更強(qiáng)的聽(tīng)覺(jué)皮層能量活動(dòng)。這種增強(qiáng)源于聽(tīng)覺(jué)功能喪失后，大腦視覺(jué)皮層在處理刺激時(shí)，大腦征用(take-over)聽(tīng)覺(jué)皮層來(lái)協(xié)助處理刺激信號(hào)。sandmann等的研究表明，成人語(yǔ)后聾患者ci術(shù)后初級(jí)階段聽(tīng)覺(jué)皮層參與視覺(jué)圖像處理，并且隨著聽(tīng)覺(jué)功能恢復(fù)進(jìn)程的發(fā)展，聽(tīng)覺(jué)皮層的參與逐漸下降的現(xiàn)象，顯示了視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)皮層的交互轉(zhuǎn)化特性的下降。最近在神經(jīng)功能影像技術(shù)的進(jìn)展也為我們提供了重要的證據(jù)，表明了視聽(tīng)皮層在對(duì)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)刺激反應(yīng)時(shí)出現(xiàn)了相互作用。首先是腦磁圖(meg)的研究察覺(jué)到耳聾患者在受到聲音刺激時(shí)，視覺(jué)皮層的活動(dòng)增強(qiáng)；接著，finney等發(fā)覺(jué)聾兒在受到視覺(jué)刺激的時(shí)候，大腦的聽(tīng)覺(jué)區(qū)域能量增加；weeks等使用發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(pet)研究正常人和聾兒在接受到聽(tīng)覺(jué)刺激時(shí)產(chǎn)生的不同反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)聾兒在分析聽(tīng)覺(jué)信息時(shí)，右側(cè)枕葉的視覺(jué)中樞活動(dòng)較正常人活躍，而且聾兒在受到聲音的刺激時(shí)，大腦視覺(jué)區(qū)域的活動(dòng)也比正常人的活躍程度強(qiáng)。

在探討研究方法上，由于大腦工作的復(fù)雜性，它的工作機(jī)制的探索更加困難。獲取腦電信息的研究方法一般為腦電生理檢查，本研究通過(guò)對(duì)事件相關(guān)電位的研究來(lái)反映大腦功能處理情況，從而預(yù)測(cè)患兒在人工耳蝸術(shù)后的康復(fù)效果。事件相關(guān)電位(erp)指的是從感受器一直到大腦皮層的神經(jīng)系統(tǒng)在接受到刺激后，聽(tīng)覺(jué)中樞將會(huì)加工、處理所受到的刺激信息，并能在該神經(jīng)系統(tǒng)以及腦的相應(yīng)部位檢測(cè)到一系列生物電反應(yīng)，該生物電反應(yīng)不僅具有特定的相位，而且與所受刺激有相對(duì)的一定時(shí)間間隔(即鎖時(shí)關(guān)系)，將這些腦反應(yīng)生成的一系列腦電波利用鎖時(shí)關(guān)系與計(jì)算機(jī)平均疊加分析處理，就可以提取出erp成分。并且，對(duì)已完成人工耳蝸手術(shù)的兒童的研究發(fā)現(xiàn)，腦電事件相關(guān)電位還有許多優(yōu)勢(shì)。已有不少報(bào)道將erp應(yīng)用于視覺(jué)對(duì)聽(tīng)覺(jué)中樞影響的研究，并且顳頂區(qū)、枕區(qū)n1反應(yīng)的變化能夠反映視－聽(tīng)區(qū)的功能變化，在一定程度上可以反映大腦功能處理的情況。機(jī)器學(xué)習(xí)通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)模仿人們的學(xué)習(xí)過(guò)程，是具有人工智能的科學(xué)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)獲取新知識(shí)和新方法、并通過(guò)數(shù)據(jù)或過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)辨別現(xiàn)有的知識(shí)，優(yōu)化計(jì)算機(jī)程序的性能。機(jī)器學(xué)習(xí)是一種有效的計(jì)算方式和計(jì)算工具，已廣泛應(yīng)用于疾病的預(yù)測(cè)和診斷中。由于本課題中已知樣本量較少，訓(xùn)練小樣本集適宜采用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域還比較新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法中的適用于小樣本處理的支持向量機(jī)(supportvectormachines，svm)，旨在提高耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)水平的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。綜上，本研究擬用視覺(jué)“有聲圖片”刺激誘發(fā)erp，采用大腦皮層功能活動(dòng)源定位技術(shù)對(duì)樣本中已知康復(fù)效果好的和康復(fù)效果差的耳聾患者的腦電信號(hào)通過(guò)支持向量機(jī)構(gòu)建分類模型，試圖通過(guò)耳聾患者前六個(gè)月的erp數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)一年之后該耳聾患者的康復(fù)效果，并為先天性重度耳聾兒童在人工耳蝸植入后聽(tīng)力恢復(fù)的訓(xùn)練和評(píng)估提供借鑒。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)方法，采用外部刺激刺激誘發(fā)事件相關(guān)電位，采用大腦皮層功能活動(dòng)源定位技術(shù)對(duì)樣本中已知康復(fù)效果好的和康復(fù)效果差的耳聾患者的腦電信號(hào)通過(guò)支持向量機(jī)構(gòu)建分類模型，通過(guò)耳聾患者前六個(gè)月的erp數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)一年之后該耳聾患者的康復(fù)效果，同時(shí)，可以為先天性重度耳聾兒童在人工耳蝸植入后聽(tīng)力恢復(fù)的訓(xùn)練和評(píng)估提供建議。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，具有相應(yīng)效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述預(yù)測(cè)方法包括：

獲取若干個(gè)先天性耳聾患者的腦電信號(hào)，對(duì)獲取的腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的腦電信號(hào)中抽取出腦電信號(hào)的特征量；

對(duì)所有腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化預(yù)處理；

選取核函數(shù)；

從腦電信號(hào)數(shù)據(jù)中，選定訓(xùn)練集和測(cè)試集；

將訓(xùn)練集和測(cè)試集加載到支持向量機(jī)中，進(jìn)行康復(fù)預(yù)測(cè)。

進(jìn)一步的，所述在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的腦電信號(hào)中抽取出腦電信號(hào)的特征量的方法包括：

獲取源定位結(jié)果；

進(jìn)行t校驗(yàn)；

進(jìn)行肯德?tīng)栂禂?shù)相關(guān)性檢驗(yàn)。

進(jìn)一步的，所述對(duì)所有腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化預(yù)處理的方法包括：

采用如下公式，進(jìn)行歸一化映射：

式中，x,y∈rⁿ，xmin＝min(x),xmax＝max(x)，將原始數(shù)據(jù)統(tǒng)一到某一區(qū)間范圍內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述選取核函數(shù)的方法包括：

設(shè)置四個(gè)類型參數(shù)，分別為：0，1，2，3；設(shè)置每個(gè)類型參數(shù)對(duì)應(yīng)的核函數(shù)關(guān)系如下：

當(dāng)類型參數(shù)為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的核函數(shù)為：k(x,xi)＝tanh(γx^txi+r)；

當(dāng)類型參數(shù)為1時(shí)，對(duì)應(yīng)的核函數(shù)為：k(x,xi)＝(γx^txi+r)^p,γ>0；

當(dāng)類型參數(shù)為2時(shí)，對(duì)應(yīng)的核函數(shù)為：k(x,x0)＝exp(-γ||x-xi||²)^p,γ>0

當(dāng)類型參數(shù)為3時(shí)，對(duì)應(yīng)的核參數(shù)為：k(x,xi)＝tanh(γx^txi+r)

進(jìn)一步的，所述從腦電信號(hào)數(shù)據(jù)中，選定訓(xùn)練集和測(cè)試集的方法包括：

將樣本中第1到第n個(gè)樣本作為第一類，表示康復(fù)效果差的耳聾患者；將樣本中第n+1到最后一個(gè)樣本作為第二類，表示康復(fù)效果好的患者。

一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

信號(hào)采集部分，用于采集腦電信號(hào)，并對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

信號(hào)處理部分，用于對(duì)預(yù)處理后的腦電信號(hào)進(jìn)行處理，將處理后的結(jié)果發(fā)送到支持向量機(jī)；

支持向量機(jī)，用于加載處理后的結(jié)果，進(jìn)行康復(fù)預(yù)測(cè)。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集部分包括：

腦電信號(hào)采集裝置，用于采集腦電信號(hào)；

第一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)采集到的腦電信號(hào)；

第一信號(hào)處理器，用于對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

第一通信單元，用于和信號(hào)處理部分進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理部分包括：

第二通信單元，用于和信號(hào)采集部分進(jìn)行通信；

第二存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)第二通信單元接收到的數(shù)據(jù)信息；

第二信號(hào)處理器，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，將處理結(jié)果經(jīng)第二通信單元發(fā)送給支持向量機(jī)。

進(jìn)一步的，所述第二信號(hào)處理器包括：

特征提取模塊，用于在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的腦電信號(hào)中抽取出腦電信號(hào)的特征量；

歸一化處理模塊，用于對(duì)所有腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化預(yù)處理；

核函數(shù)模塊，用于選取核函數(shù)；

數(shù)據(jù)分類模塊，用于從腦電信號(hào)數(shù)據(jù)中，選定訓(xùn)練集和測(cè)試集。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，通過(guò)采集先天性重度耳聾兒童視覺(jué)刺激誘發(fā)的事件相關(guān)電位，利用腦功能活動(dòng)源定位技術(shù)，提取康復(fù)效果良好的耳聾患者相較于康復(fù)效果不佳的耳聾患者能量增加的腦區(qū)的腦電信號(hào)，用于機(jī)器訓(xùn)練，對(duì)腦區(qū)信號(hào)分類預(yù)測(cè)。在核函數(shù)類型設(shè)置上依次選擇線性核函數(shù)、多項(xiàng)式核函數(shù)、rbf核函數(shù)和sigmoid函數(shù)，選定不同的訓(xùn)練集與預(yù)測(cè)集等，通過(guò)調(diào)整分類器的不同參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。進(jìn)行分類時(shí)，線性核函數(shù)的分類性能較其他核函數(shù)突出，且采用腦功能活動(dòng)源定位技術(shù)進(jìn)行特征提取，可以達(dá)到良好的分類效果。本發(fā)明利用人工耳蝸(ci)植入耳聾患者后的前六個(gè)月的數(shù)據(jù)，運(yùn)用分類來(lái)預(yù)測(cè)耳聾患者康復(fù)效果。對(duì)于耳聾患者康復(fù)效果的預(yù)測(cè)有較高的分類識(shí)別率，這不僅為醫(yī)生預(yù)測(cè)耳聾患者康復(fù)效果提供了一定的依據(jù)，也為耳聾患者康復(fù)效果預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研究奠定了基礎(chǔ)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)方法的方法流程示意圖。

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)采集部分功能框圖。

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理部分的功能框圖。

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的第二信號(hào)處理器的功能子模塊圖。

圖標(biāo)：101-第一存儲(chǔ)器；102-第一信號(hào)處理器；103-第一通信單元；104-腦電信號(hào)采集裝置；201-第二存儲(chǔ)器；202-第二通信單元；300-第二信號(hào)處理器；301-特征提取模塊；302-歸一化處理模塊；303-核函數(shù)模塊；304-數(shù)據(jù)分類模塊。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。同時(shí)，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

請(qǐng)參閱圖2，圖2示出了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)采集部分的功能框圖。

第一存儲(chǔ)器101可用于存儲(chǔ)軟件程序以及單元，如本發(fā)明實(shí)施例中的軟件測(cè)試裝置及方法所對(duì)應(yīng)的程序指令/單元，第一信號(hào)處理器102通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器101內(nèi)的信號(hào)處理程序，從而執(zhí)行各種功能應(yīng)用以及數(shù)據(jù)處理，如本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)預(yù)處理方法。其中，所述第一存儲(chǔ)器101可以是，但不限于，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccessmemor3，ram)，只讀存儲(chǔ)器(readonlmemor，rom)，可編程只讀存儲(chǔ)器(programmableread-onlmemor，prom)，可擦除只讀存儲(chǔ)器(erasableprogrammableread-onlmemor，eprom)，電可擦除只讀存儲(chǔ)器(electricerasableprogrammableread-onlmemor，eeprom)等。第一信號(hào)處理器102以及其他可能的組件對(duì)第一存儲(chǔ)器101的訪問(wèn)可在第一存儲(chǔ)控制器的控制下進(jìn)行。

所述第一通信單元103用于通過(guò)所述網(wǎng)絡(luò)建立所述信號(hào)采集部分與其它通信終端和/或其它裝置之間的通信連接，并用于通過(guò)所述網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)據(jù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，圖2所示的結(jié)構(gòu)僅為示意，信號(hào)采集部分還可包括比圖2中所示更多或者更少的組件，或者具有與圖2所示不同的配置。圖2中所示的各組件可以采用硬件、軟件或其組合實(shí)現(xiàn)。

請(qǐng)參閱圖3，圖3示出了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理部分的功能框圖。如圖3所示，信號(hào)處理部分包括第二存儲(chǔ)器201、第二通信單元202和第二信號(hào)處理器300。所述第二信號(hào)處理器300包括至少一個(gè)可以軟件或固件(firmware)的形式存儲(chǔ)于所述第二存儲(chǔ)器201中的軟件功能單元。

第二存儲(chǔ)器201可用于存儲(chǔ)軟件程序以及單元，第二信號(hào)處理器300通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器201內(nèi)的軟件程序以及單元，從而執(zhí)行各種功能應(yīng)用以及數(shù)據(jù)處理。第二存儲(chǔ)器201可包括高速隨機(jī)第二存儲(chǔ)器201，還可包括非易失性第二存儲(chǔ)器201，如一個(gè)或者多個(gè)磁性存儲(chǔ)裝置、閃存、或者其他非易失性固態(tài)第二存儲(chǔ)器201。

外設(shè)接口404將各種輸入/輸出裝置耦合至第二處理器403以及第二存儲(chǔ)器401。在一些實(shí)施例中，外設(shè)接口404、第二處理器403以及存儲(chǔ)控制器402可以在單個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)。在其他一些實(shí)例中，他們可以分別由獨(dú)立的芯片實(shí)現(xiàn)。

可以理解，圖2所示的結(jié)構(gòu)僅為示意，用戶終端400還可包括比圖1中所示更多或者更少的組件，或者具有與圖1所示不同的配置。圖1中所示的各組件可以采用硬件、軟件或其組合實(shí)現(xiàn)。

第一實(shí)施例，一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述預(yù)測(cè)方法包括：

獲取若干個(gè)先天性耳聾患者的腦電信號(hào)，對(duì)獲取的腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的腦電信號(hào)中抽取出腦電信號(hào)的特征量；

對(duì)所有腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化預(yù)處理；

選取核函數(shù)；

從腦電信號(hào)數(shù)據(jù)中，選定訓(xùn)練集和測(cè)試集；

將訓(xùn)練集和測(cè)試集加載到支持向量機(jī)中，進(jìn)行康復(fù)預(yù)測(cè)。

進(jìn)一步的，所述在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的腦電信號(hào)中抽取出腦電信號(hào)的特征量的方法包括：

獲取源定位結(jié)果；

進(jìn)行t校驗(yàn)；

進(jìn)行肯德?tīng)栂禂?shù)相關(guān)性檢驗(yàn)。

具體的，獲取源定位結(jié)果的方法包括：腦電信號(hào)采集完畢后，對(duì)記錄到的腦電信號(hào)數(shù)據(jù)按濾波(0.1～30hz)、去除偽跡，主要去掉眼電、眼動(dòng)等對(duì)事件相關(guān)電位的干擾、去除壞電極、選擇全腦平均做參考電極、基線校正、腦電分段、疊加平均等7個(gè)步驟依序處理。

接著，對(duì)“有聲圖片”刺激序列下每名受試者的60個(gè)腦電分段進(jìn)行算術(shù)疊加平均,處理后每名受試者在上述刺激因子下生成一個(gè)平均后的腦電分段，然后對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行腦功能活動(dòng)源定位計(jì)算。計(jì)算過(guò)程中，模為有限差分頭模，基于正常電子計(jì)算機(jī)斷層掃描和磁共振成像的平均頭模重建確定2447個(gè)偶極子分布于大腦皮質(zhì)，逆推方法選用標(biāo)準(zhǔn)低分辨率層析成像。在逆推模型中，調(diào)整正則化水平以穩(wěn)定源定位結(jié)果。源定位結(jié)果顯示電磁強(qiáng)度信號(hào)值，用以表示大腦皮層活動(dòng)水平，單位為pa.m或na.m，其中1pa.m＝1000na.m。以每段腦電分段數(shù)據(jù)中n1波區(qū)間作為研究重點(diǎn)，其中n1波為圖片刺激在顳頂區(qū)誘發(fā)的第一個(gè)負(fù)向波，波峰區(qū)間大約在每段數(shù)據(jù)的110～150ms。源定位計(jì)算后，截取出在“有聲圖片”刺激下n1波區(qū)間內(nèi)受試者的大腦皮層活動(dòng)源定位結(jié)果。對(duì)每一測(cè)試時(shí)期內(nèi)源定位n1波區(qū)間內(nèi)的源定位結(jié)果分別進(jìn)行源片段平均，最終，每次實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)采集處理后，我們獲得了“有聲圖片”刺激下的n1波區(qū)間源定位結(jié)果。同時(shí)，對(duì)對(duì)照組數(shù)據(jù)進(jìn)行相同的處理。最后，將實(shí)驗(yàn)組在人工耳蝸植入后第1、2、3、4、5、6月的腦功能活動(dòng)源定位結(jié)果減去相應(yīng)的對(duì)照組腦功能活動(dòng)源定位結(jié)果，呈現(xiàn)出康復(fù)效果好的耳聾患者與康復(fù)效果差的耳聾患者在“有聲圖片”刺激下大腦皮層功能活動(dòng)之間的差異。

具體的，進(jìn)行t校驗(yàn)的方法包括：假設(shè)數(shù)據(jù)具有正態(tài)性，檢測(cè)兩組數(shù)據(jù)的方差是否有顯著性差異，檢測(cè)兩個(gè)樣本平均數(shù)與其各自所代表的總體的差異的在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是否顯著，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為：

和為兩樣本方差，n1和n2為兩樣本容量。

進(jìn)一步的，所述對(duì)所有腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化預(yù)處理的方法包括：

采用如下公式，進(jìn)行歸一化映射：

式中，x,y∈rⁿ，xmin＝min(x),xmax＝max(x)，將原始數(shù)據(jù)統(tǒng)一到某一區(qū)間范圍內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述選取核函數(shù)的方法包括：

設(shè)置四個(gè)類型參數(shù)，分別為：0，1，2，3；設(shè)置每個(gè)類型參數(shù)對(duì)應(yīng)的核函數(shù)關(guān)系如下：

當(dāng)類型參數(shù)為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的核函數(shù)為：k(x,xi)＝tanh(γx^txi+r)；

當(dāng)類型參數(shù)為1時(shí)，對(duì)應(yīng)的核函數(shù)為：k(x,xi)＝(γx^txi+r)^p,γ>0；

當(dāng)類型參數(shù)為2時(shí)，對(duì)應(yīng)的核函數(shù)為：k(x,xi)＝exp(-γ||x-xi||²)^p,γ>0

當(dāng)類型參數(shù)為3時(shí)，對(duì)應(yīng)的核參數(shù)為：k(x,xi)＝tanh(γx^txi+r)。

具體的，

進(jìn)一步的，所述從腦電信號(hào)數(shù)據(jù)中，選定訓(xùn)練集和測(cè)試集的方法包括：

將樣本中第1到第n個(gè)樣本作為第一類，表示康復(fù)效果差的耳聾患者；將樣本中第n+1到最后一個(gè)樣本作為第二類，表示康復(fù)效果好的患者。

第二實(shí)施例，一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的耳聾患者ci術(shù)后康復(fù)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

信號(hào)采集部分，用于采集腦電信號(hào)，并對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

信號(hào)處理部分，用于對(duì)預(yù)處理后的腦電信號(hào)進(jìn)行處理，將處理后的結(jié)果發(fā)送到支持向量機(jī)；

支持向量機(jī)，用于加載處理后的結(jié)果，進(jìn)行康復(fù)預(yù)測(cè)。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集部分包括：

腦電信號(hào)采集裝置，用于采集腦電信號(hào)；

第一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)采集到的腦電信號(hào)；

第一信號(hào)處理器，用于對(duì)采集到的腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

第一通信單元，用于和信號(hào)處理部分進(jìn)行通信。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理部分包括：

第二通信單元，用于和信號(hào)采集部分進(jìn)行通信；

第二存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)第二通信單元接收到的數(shù)據(jù)信息；

第二信號(hào)處理器，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，將處理結(jié)果經(jīng)第二通信單元發(fā)送給支持向量機(jī)。

進(jìn)一步的，所述第二信號(hào)處理器包括：

特征提取模塊，用于在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的腦電信號(hào)中抽取出腦電信號(hào)的特征量；

歸一化處理模塊，用于對(duì)所有腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化預(yù)處理；

核函數(shù)模塊，用于選取核函數(shù)；

數(shù)據(jù)分類模塊，用于從腦電信號(hào)數(shù)據(jù)中，選定訓(xùn)練集和測(cè)試集。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)單元、程序段或代碼的一部分，所述單元、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)方式中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動(dòng)作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一起形成一個(gè)獨(dú)立的部分，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成形成一個(gè)獨(dú)立的部分。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onl8memor8)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemor8)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。