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临床PSG多通道信号融合驱动的睡眠 呼吸障碍智能诊断方法及系统研究

申报人:马进 申报日期:2022-09-21

基本情况

第二十六期“上海交通大学大学生创新实践计划”项目
临床PSG多通道信号融合驱动的睡眠 呼吸障碍智能诊断方法及系统研究
创新训练项目
工学
计算机类
创新类
电子信息与电气工程学院
马进
指导教师
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面向人工智能理论在医学、航天、汽车等行业中的应用需求,围绕“智能决策”、“智能设计”和“智能装备”,近1年来:主持国家自然科学基金1项;主持上海市浦江人才计划A类项目1项;上海交通大学新进教师计划项目1项;上海交通大学多学科交叉培育项目1项;参与国家自然科学基金面上课题2项.
本课题为导师科研课题的子课题内容,导师目前承担多项相关省部级课题,为本课题的先进性、创新性提供了理论保障。同时依托所在的医学精密工程及微系统实验室、上海交通大学附属第儿童医院和内蒙古大学附属医院,面向参与学生开放本课题所需的各种资源。同时配套经费2W元,用于学生的各项学术交流及日常科研支出。

      世界卫生组织调查显示,全球27%的人存在睡眠质量问题,我国睡眠障碍人群占比更是高达38%(《2021运动与睡眠白皮书》)。在睡眠相关疾病的研究中,睡眠呼吸暂停综合征(Sleep Apnea hypopnea Syndrome,SAS)与常见的慢性疾病有相当大的重叠,如高血压、心血管疾病和心律失常等疾病,直接或间接导致多器官异常,形成恶性循环加重病情。临床多导睡眠监测图 (Polysomnography,PSG)是判定睡眠呼吸暂停事件的金标准,通过判读临床PSG监测呼吸、脑电和心跳等十余项指标数据,对睡眠呼吸暂停予以早期预测和干预,有效避免严重并发症的出现。现有的SAS通常依靠医师经验进行手动分类和判读,易受主客观因素影响,且人员培训周期长,而已有的基于统计规则和深度学习的自动分类方法缺乏对PSG多通道数据融合的过程,由于临床PSG睡眠数据具有非平稳等特点,导致现有方法对SAS事件判定缺乏适应性,判读准确率难以满足临床要求。   

      针对睡眠呼吸事件智能诊断问题,以SAS智能判读为研究对象,面向实际应用需求,本课题拟提出基于临床PSG多通道多模态数据融合推理的深度学习算法,通过对临床PSG多通道数据时空间关系的融合推理实现睡眠智能分期诊断,研究包括以下内容:1.构建面向深度学习的PSG多通道数据集;2.构建融合PSG多通道数据的基于注意力机制的长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)网络的睡眠呼吸暂停智能诊断模型;3.开发基于深度学习的端到端睡眠呼吸暂停智能诊断原型系统并在SAS患者中进行临床验证,以提高睡眠呼吸障碍的高效精准的智能判定达到临床要求,从而辅助医务工作者高效地对睡眠呼吸障碍进行诊断,提高睡眠呼吸暂停的诊断水平。

选题成员

3

指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 马进 登录状态下查看 电子信息与电气工程学院 第一指导教师

选题附件

结束