应用机器学习实现听性脑干反应波形自动识别
梁思超1
许嘉1
叶佐昌2
刘海旭2
梁仁和3
郭振平1
卢曼林1
高娟娟1
伊海金1
1.北京清华长庚医院耳鼻咽喉头颈外科(北京 102218)2.清华大学集成电路学院3.北京精仪天和智能装备有限公司
摘要：目的 训练多种机器学习模型用于听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)波形的自动识别,并确定准确率最高的模型,使ABR自动识别技术更好地应用于临床实践.方法 选取2021年6月至2022年6月北京清华长庚医院收治的100例听力正常和伴有听力损伤人群的受试者(200耳)为研究对象,根据年龄和听力水平将受试者分为组1(年龄18~59岁,500、1000、2000、4000 Hz频率平均听阈≤25 dB HL)、组2(年龄≥60岁,500、1000、2000、4000 Hz频率平均听阈≤25 dB HL)、组3(年龄18~59岁,500、1000、2000、4000 Hz频率平均听阈>25 dB HL)、组4(年龄≥60岁,500、1000、2000、4000 Hz频率平均听阈>25 dB HL),每组25例.收集受试者纯音测听和ABR数据,提取ABR信号时域和频域特征,与受试者年龄、性别、纯音听阈,刺激声强度以及原始信号序列拼接得到特征向量.分别使用逻辑回归、支持向量机分类、伯努利朴素贝叶斯分类、高斯朴素贝叶斯分类、高斯过程分类、决策树、随机森林、表格网络、轻量化梯度提升框架、极致梯度提升框架和局部级联集成.等机器学习模型对ABR波形进行识别训练,并对整体数据和分组数据分别计算不同模型下波形识别的准确率.结果 高斯过程分类模型的整体准确率达到了94.89%,超过了其他机器学习模型.其中95.62%为<60岁听力正常受试者、92.19%为≥60岁听力正常受试者、92.92%为<60岁伴有听力损失受试者、92.50%为≥60岁且伴有听力损失受试者.结论 机器学习技术在ABR波形的自动识别方面具有良好的应用前景,高斯过程分类模型优于其他机器学习模型.
关键词：听觉脑干反应波形识别机器学习高斯过程分类模型
论文发表日期：2025-02-27
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 59-64 )
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