本文關鍵詞：心沖擊偽跡抑制方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腦科學研究是21世紀生命科學的前沿和熱點之一,其終極目標是闡明腦和神經(jīng)系統(tǒng)的工作原理和機制,它所蘊含的科學意義以及對人類社會發(fā)展的推動作用日益深刻地為人們所認識。近年來應用無創(chuàng)傷腦成像技術對活體腦內(nèi)各分區(qū)神經(jīng)元的活動進行檢測已逐漸成為腦科學研究的一個重要發(fā)展趨勢。腦電(electroencephalogram,EEG)和功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)可以無創(chuàng)地對全腦活動進行觀察和記錄,是目前研究大腦功能的兩種最主要的神經(jīng)成像技術。同步腦電-功能磁共振成像(EEG-fMRI)技術同時具有高時間和高空間的分辨率特性,在腦科學研究中越來越得到重視。然而,在應用同步腦電-功能磁共振成像技術時,由于磁共振掃描的影響,導致采集到的腦電信號中主要包含了梯度偽跡(gradient artifact,GA)和心沖擊偽跡(ballistocardiogram artifact,BCG)兩類噪聲,具有信噪比低、復雜度高、隨機性強以及非線性混合等特點。如何有效抑制心沖擊偽跡是當前同步獲取腦電信號和功能磁共振成像時的腦電信號偽跡抑制中的最具有挑戰(zhàn)性的任務。為了抑制心沖擊偽跡,本論文研究一種新的基于自適應梳狀濾波與時頻盲源分離技術相結(jié)合的心沖擊偽跡抑制方法,采用同步采集的心電信號(electrocardiogram,ECG)為參考信號,首先估計出心電信號中的R峰位置,進而估計腦電信號中的心沖擊偽跡的J峰位置,并根據(jù)該位置自適應調(diào)整梳狀濾波器參數(shù),利用自適應梳狀濾波法對心沖擊偽跡進行初步抑制;然后利用適合于處理非平穩(wěn)信號的時頻盲源分離技術,對心沖擊偽跡作進一步抑制,最終獲得較為清晰的腦電信號。利用本論文研究的方法分別對同步采集腦電和功能磁共振成像時所獲得的腦電信號,以及合成的腦電信號進行心沖擊偽跡抑制實驗,采用視覺效果、峰峰比值和改進的歸一化功率譜比值評價心沖擊偽跡抑制方法的性能。實驗結(jié)果表明,通過本論文研究的方法能成功抑制心沖擊偽跡;且與基于主成份分析(PCA)、基于快速獨立成份分析(FastICA)的心沖擊偽跡抑制方法的對比實驗結(jié)果表明,本論文研究的方法更具有優(yōu)勢。綜上所述,本論文研究的基于自適應梳狀濾波與時頻盲源分離技術相結(jié)合的BCG偽跡抑制方法能夠有效抑制原始腦電信號中的心沖擊偽跡,且與現(xiàn)有方法相比具有一定的優(yōu)勢。
【關鍵詞】：腦電信號 心沖擊信號 偽跡抑制 自適應梳狀濾波 盲源分離
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R338;TN911.7
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.3 主要研究內(nèi)容13
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排13-14
• 2 腦電信號中心沖擊偽跡抑制的基本原理14-27
• 2.1 同步EEG-f MRI技術概述14-17
• 2.1.1 EEG與fMRI14-16
• 2.1.2 同步EEG-fMRI采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量16-17
• 2.2 BCG偽跡的產(chǎn)生及其原理17-19
• 2.3 主成分分析19-20
• 2.4 盲源分離20-24
• 2.4.1 盲源分離基本概念20-21
• 2.4.2 獨立成分分析法21-23
• 2.4.3 FastICA23
• 2.4.4 時頻盲源分離23-24
• 2.5 自適應梳狀濾波24-25
• 2.6 心沖擊偽跡抑制方法的性能指標25-26
• 2.7 本章小結(jié)26-27
• 3 基于ACF與TFBSS相結(jié)合的BCG偽跡抑制方法27-36
• 3.1 實驗數(shù)據(jù)27-32
• 3.1.1 含有BCG偽跡的腦電數(shù)據(jù)合成27-28
• 3.1.2 實際采集的實驗數(shù)據(jù)28-32
• 3.2 結(jié)合ACF與TFBSS的BCG偽跡抑制方法32-35
• 3.3 參數(shù)選擇35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 基于ACF與TFBSS相結(jié)合的BCG偽跡抑制實驗36-57
• 4.1 基于ACF的BCG偽跡抑制方法實驗36-40
• 4.1.1 合成數(shù)據(jù)的提取實驗及結(jié)果分析36-38
• 4.1.2 真實數(shù)據(jù)的提取實驗及結(jié)果分析38-40
• 4.2 基于ACF與TFBSS相結(jié)合的BCG偽跡抑制方法實驗40-43
• 4.3 BCG偽跡抑制對比實驗結(jié)果分析43-54
• 4.3.1 基于TFBSS的BCG偽跡抑制對比實驗43-46
• 4.3.2 基于PCA的BCG偽跡抑制對比實驗46-49
• 4.3.3 基于FastICA的BCG偽跡抑制對比實驗49-52
• 4.3.4 ACF+TFBSS與ACF、TFBSS、PCA、FastICA對比實驗結(jié)果匯總52-54
• 4.4 128通道腦電數(shù)據(jù)實驗結(jié)果54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 總結(jié)與展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-65
• 附錄65
• A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文65
• B. 作者在攻讀學位期間參與的科研項目65

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：心沖擊偽跡抑制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：297672