近年來,由腦功能連接構(gòu)建的腦功能網(wǎng)絡(luò)因能直觀地表示人腦活動的功能機制而受到各方面的關(guān)注。由此進行的研究在飛速發(fā)展的腦成像技術(shù)以及各種腦功能連接研究手段的基礎(chǔ)上被應(yīng)用于多個領(lǐng)域,特別是在醫(yī)學領(lǐng)域里神經(jīng)疾病的病理診斷中獲得了廣泛應(yīng)用。本課題基于偏相干系數(shù)對腦磁圖信號進行了功能連接分析,構(gòu)建了功能網(wǎng)絡(luò),并將研究結(jié)果應(yīng)用于癲癇診斷中。腦磁圖采集中易受到信號間串擾與大腦容積傳導的影響。偏相干系數(shù)分析能降低信號串擾,同時,有研究者證明相干系數(shù)的虛部不受容積傳導的影響。因此,利用偏相干系數(shù)虛部來分析腦磁圖能夠獲得更準確的功能連接,本課題首先利用仿真腦信號驗證了上述論點。偏相干系數(shù)求解有三種方法：直接法、遞歸法、求逆法。直接法計算誤差大；遞歸法常用于分析低階偏相干系數(shù)；求逆法迅速、方便,但該方法依賴于譜矩陣的可逆性。本課題研究發(fā)現(xiàn)：對于相同的仿真信號,求逆法在一些譜矩陣病態(tài)的情況下,分析結(jié)果出現(xiàn)錯誤,而遞歸法的分析結(jié)果仍能保持準確。另一方面,由于普通計算機內(nèi)存和速度的限制,遞歸法往往無法實現(xiàn)求解高階偏相干系數(shù),這大大限制了其使用可能。本課題對遞歸法的求解步驟進行了優(yōu)化,提出了改進型的遞歸法,該方法極大... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
圖表目錄
縮略詞
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 腦功能連接與腦功能網(wǎng)絡(luò)概念
        1.1.2 腦成像技術(shù)簡介
        1.1.3 癲癇及其診斷
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 腦功能連接與腦功能網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 腦磁圖在癲癇診斷中的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.4 偏相干系數(shù)分析在神經(jīng)科學中的研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題的研究目的、手段和組織框架
        1.4.1 研究目的和手段
        1.4.2 組織框架
2 偏相干系數(shù)的基本理論
    2.1 相關(guān)系數(shù)和相干系數(shù)
        2.1.1 相關(guān)函數(shù)和相關(guān)系數(shù)
        2.1.2 譜分析
        2.1.3 相干系數(shù)
    2.2 偏相干系數(shù)計算方法介紹
        2.2.1 直接法
        2.2.2 遞歸法
        2.2.3 求逆法
    2.3 本章小結(jié)
3 偏相干系數(shù)計算方法的實現(xiàn)
    3.1 譜密度估計
        3.1.1 周期圖法
        3.1.2 加窗周期圖法
        3.1.3 平均周期圖法
        3.1.4 Welch法
    3.2 直接法的實現(xiàn)
    3.3 遞歸法的實現(xiàn)
    3.4 求逆法的實現(xiàn)
    3.5 本章小結(jié)
4 相干和偏相干系數(shù)的分析與比較
    4.1 容積傳導
        4.1.1 容積傳導的介紹
        4.1.2 容積傳導仿真信號的設(shè)計
    4.2 第三方信號串擾
        4.2.1 第三方信號串擾的介紹
        4.2.2 第三方信號串擾仿真信號的設(shè)計
    4.3 相干與偏相干系數(shù)的分析結(jié)果
        4.3.1 仿真腦磁信號的設(shè)計
        4.3.2 仿真信號的相干與偏相干系數(shù)計算結(jié)果
        4.3.3 相干與偏相干系數(shù)計算結(jié)果的分析
    4.4 本章小結(jié)
5 偏相干系數(shù)求解方法的比較
    5.1 偏相干系數(shù)在不同方法下分析結(jié)果的比較
    5.2 遞歸法與求逆法分析結(jié)果的進一步比較
    5.3 本章小結(jié)
6 改進型遞歸法的提出
    6.1 改進型遞歸法計算偏相干系數(shù)的規(guī)律說明
    6.2 改進型遞歸法求解步驟的舉例描述
    6.3 本章小結(jié)
7 基于腦磁圖偏相干系數(shù)的功能連接分析
    7.1 腦磁圖數(shù)據(jù)預處理
        7.1.1 濾波
        7.1.2 獨立成分分析
    7.2 信號譜密度估計
    7.3 腦磁圖數(shù)據(jù)偏相干系數(shù)計算以及功能連接分析
    7.4 本章小結(jié)
8 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄
    附錄A： 頻域線性估計中加權(quán)量通式的證明
    附錄B： 廣義逆矩陣中的公式推導
    附錄C： 偏相干系數(shù)虛部不受容積傳導影響的證明
    附錄D： 研究生期間參與科學研究的情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]復雜腦網(wǎng)絡(luò)研究:現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 張方風,鄭志剛.  上海理工大學學報. 2012(02)
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[3]人腦連接組研究:腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和腦功能網(wǎng)絡(luò)[J]. 梁夏,王金輝,賀永.  科學通報. 2010(16)
[4]基于腦電圖的大腦功能性網(wǎng)絡(luò)分析[J]. 方小玲,姜宗來.  物理學報. 2007(12)
[5]腦磁圖的基本原理及臨床應(yīng)用[J]. 趙華東,吳晶,魯震.  河北醫(yī)藥. 2005(02)
[6]磁源性影像對癲癇灶定位的臨床應(yīng)用——與VEEG、ECoG比較[J]. 孫吉林,王建華,李錚,吳杰,李素敏,吳育錦.  中國臨床醫(yī)學影像雜志. 2004(08)
[7]腦磁場及其檢測技術(shù)—腦磁圖簡介[J]. 王玉平.  臨床腦電學雜志. 2000(04)

碩士論文
[1]基于復雜網(wǎng)絡(luò)理論的靜息狀態(tài)腦功能網(wǎng)絡(luò)建模與分析[D]. 焦靜靜.蘭州理工大學 2011
[2]基于復雜網(wǎng)絡(luò)的腦功能研究與分析[D]. 喬赫元.中國科學技術(shù)大學 2011
[3]基于fMRI的大鼠腦功能網(wǎng)絡(luò)連接研究[D]. 雷蕾.電子科技大學 2010



本文編號：3081560