基于多活动多特征融合建模的帕金森病情评估研究

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帕金森病是目前第二大神经退行性疾病,主要表现为震颤、运动迟缓、步态冻结等运动症状,严重影响患者生活质量。大量研究认为通过正确的治疗能够延缓病情发展速度,神经科医生根据帕金森综合评分量表(UPDRS)结合患者临场表现和回忆性描述,对患者病情进行综合评估并给与合适的治疗方案,但是该方式无法对离院环境下的病人进行监控,医生难以了解患者病情的变化。近年来出现了大量通过可穿戴设备的对患者病情进行检测或者量化的研究,但是很少有工作通过单个可穿戴设备对患者病情进行整体病情评估。本课题针对该问题,本文工作和贡献如下:(1)针对难以对患者做整体病情评估问题,提出了一种多活动融合建模策略,并且通过不同活动片段交叉融合,极大地提升了数据量,并增加了特征空间的连续性;(2)根据传统机器学习和深度学习方法的优缺点以及数据本身特点,提出了一种多特征融合方法,即时域特征+频域特征+患者基础信息特征+CNN特征图,该方式可以互补优劣,更加完整的表达了数据信息;(3)根据数据本身特点设计了一个2D-CNN网络结构,减小参数量的同时能学习到更加鲁棒性的特征,并且引入了一个标签平滑损失,用于减小模型受到标签噪声的干扰;(4)设计了6个实验方案,验证了多活动融合建模、多特征融合、自定义2DCNN架构和标签平滑的有效性。并和8个先前的工作进行了对比,结果证明了我们提出的多活动多特征融合CNN算法的有效性;(5)结合前人研究工作,设计一套易于实行的PD患者活动数据采集方案用于数据采集。并在16个月时间里,采集了40名帕金森患者和40名健康人的18个活动数据。
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