科创中国
基于FPGA的癫痫脑电信号分类方法、实现方法及装置
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-11-29 17:12:37
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”黑龙江科技服务团| 于兴洲 | 2023-11-11 23:23:12
本发明公开了一种基于FPGA的癫痫脑电信号分类方法、实现方法及装置，在FPGA上构建适用于癫痫脑电信号分类的RNN网络结构模型硬逻辑，RNN网络结构模型依次包括输入层、Bi‑LSTM层、Dropout层、全连接层、Softmax层和分类输出层；建立RNN网络结构模型各层的IP核，采用同步数据流法将RNN网络结构模型中各层的IP核连接，并在相邻IP核之间插入AXI4‑Streaming寄存器片；接收癫痫脑电信号特征训练数据，RNN网络结构模型，调整RNN网络结构模型权重值直至得到分类准确率最高的模型，并将训练好的模型参数存储于DDR存储器，得到实现癫痫脑电信号分类的FPGA，利用RNN网络结构模型进行癫痫脑电信号分类。
本公开所述的一种基于FPGA的癫痫脑电信号分类方法、实现方法及装置，提出了一种针对不同网络结构兼顾灵活性与可重新配置性系统的癫痫脑电信号分类实现方法，通过综合采用软硬件逻辑实现了FPGA的可配置性；通过采用流接口来减少FPGA上存储空间的消耗；通过对RNN网络中各个层的IP分别配置，并采用同步数据流图(SDFG)方法组合各层IP构造特定网络并配置各层参数，实现了FPGA中RNN网络结构的灵活性；
本项课题经课题组近2年的研究，达到了本项课题的立项的研究目的，取得了预想的研究成果，2年来围绕本课题共发表了国家级和省级研究论文2篇。 子宫内膜癌(*** ,EC)是女性生殖器官最常见的恶性肿瘤之一，关于子宫内膜癌的发病因素目前尚不清。因此，早期诊断可大大降低其死亡率、延缓生命，提高生活质量至关重要。直到现在也没有好的筛选监测子宫内膜癌的好指标，目前国内还没有关于HE4在子宫内膜癌方面的报道。
本研究通过酶联免疫吸附试验(ELIS双抗体夹心法)检测血清HE4，用电化学发光免疫法检测Ca125，通过免疫组织化学方法检测正常子宫内膜、不典型增生、复杂增生子宫内膜及子宫内膜癌组织中HE4蛋白的表达，分析它们与子宫内膜癌组织分级，手术病理分期的关系，比较它们各自的表达水平以及探讨它们对子宫内膜癌发生发展，侵袭转移的影响。有意于进一步揭示子宫内膜癌发生发展的具体机制，为子宫内膜癌的早期诊断和判断预后提供科学依据。筛检子宫内膜癌早期诊断及判断预后可靠的生物学标志物，为开发抗子宫内膜癌药物提供理论基础。
本课题自2012年1月开始查阅文献、病例收集、整理。同年5月着手课题实施，从病例收集及各项指标的测定2012年12月完成实验阶段。然后进行数据收集、整理、分析和统计。2013年7月撰写论文，于2014年8月发表论文 " 子宫内膜样腺癌患者
材料科学与化学工程学院现有教职工170人，其中新世纪百千万人才工程国家级人选1人，教育部新世纪人才1人，全国优秀教师1人，龙江学者3人，省杰青4人，省思政名师1人，省级教学师德标兵4人，黑龙江省研究生优秀导师团队2个，博士生导师25人，硕士生导师106人。
哮喘的本质是气道慢性炎症，并在此基础上出现的气道高反应性和气道重塑。目前的治疗仅能控制哮喘发作，尚不能治愈。因此，有必要从细胞及分子水平进一步研究探索哮喘的病理生理学发病机制，寻找更有效的新的药物治疗靶点。已有研究表明，NGF在哮喘支气管炎症和气道高反应性中起重要作用，且哮喘患者血浆和BALF中NGF水平明显高于健康对照组。此外，PC12细胞和皮质神经元给予神经营养因子处理后，Kidins220/ARMS发生磷酸化，引起MAPK激活时间的延长；ARMS蛋白与Trk受体相互作用，招募CrkL-C3G-Rap1蛋白。那么，Kidins220/ ARMS是否参与NGF介导哮喘气道炎症的发生，这是本项课题研究的目的，也是本项课题研究的主要创新点。
本实验研究结果证实，阻断ARMS后哮喘组小鼠支气管肺泡灌洗液中细胞总数及淋巴细胞、嗜酸性粒细胞等炎症细胞明显减少；阻断ARMS后哮喘小鼠气道阻力（吸气阻力、呼气阻力）明显降低；应用ELISA从蛋白水平检测，哮喘组小鼠支气管肺泡灌洗液中TNF-α、IL-1β、IL-4 的表达量明显高于正常对照组，给予anti-NGF、anti-TrkA、anti-ARMS抗体阻断后，哮喘小鼠TNF-α、IL-1β、IL-4的表达量明显减少；应用荧光定量RT-PCR从mRNA水平检测，哮喘组小鼠支气管肺泡灌洗液中TNF-α mRNA、IL-1βmRNA、IL-4
技术转让、合同、入股均可，具体资金双方协商，希望尽快落地实现产业化。
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