可絕對量檢測的近紅外光譜腦功能成像及疲勞駕駛研究
發(fā)布時間:2022-01-24 07:52
在貨運行業(yè),57%的致命卡車交通事故是由于司機的疲勞駕駛,疲勞駕駛已成為交通事故的頭號原因,開發(fā)一種技術(shù)來實時監(jiān)測司機的疲勞情況已經(jīng)越來越迫切。功能近紅外光譜術(shù)(f NIRS)作為一種無創(chuàng)非侵入式的檢測技術(shù),是監(jiān)測大腦活動的血液動力學(xué)參數(shù)的重要手段。f NIRS絕對量檢測可以為疲勞駕駛檢測提供可參考評價的標準。本課題采用功能近紅外光譜術(shù),研制一種可絕對量檢測的腦功能成像儀,并應(yīng)用于模擬駕駛中,召集司機志愿者進行非隨意注意腦功能實驗,對疲勞駕駛進行研究。本文首先對f NIRS與其他不同腦功能成像技術(shù)進行比較,對疲勞駕駛的研究現(xiàn)狀進行了調(diào)研,并介紹本文所用的f NIRS技術(shù)。然后開展本文的f NIRS儀器研發(fā)及在疲勞駕駛監(jiān)測的應(yīng)用研究:在算法上,對相對量檢測算法,基于簡單的f NIRS儀器,設(shè)計了離體血液光學(xué)模型實驗,對現(xiàn)有的血液參數(shù)相對量檢測算法進行了校準,對常用于血液參數(shù)計算的消光系數(shù)進行了篩選;對于絕對量檢測算法進行了推導(dǎo)。在儀器研制上,設(shè)計了用于檢測腦部前額葉局部組織血液參數(shù)絕對量檢測的儀器。首先,對光在人體頭部前額葉的傳輸進行了蒙特卡洛仿真,根據(jù)仿真結(jié)果設(shè)計柔性探頭用于數(shù)據(jù)采集。...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 幾種腦功能成像概述
1.2.1 功能核磁共振成像
1.2.2 正電子發(fā)射成像(PET)
1.2.3 腦電信號
1.3 功能近紅外光譜成像
1.3.1 光成像簡介
1.3.2 fNIRS/fNIRI工作原理
1.3.3 fNIRS的應(yīng)用意義
1.4 疲勞駕駛研究現(xiàn)狀
1.4.1 根據(jù)主觀評測的檢定方法
1.4.2 根據(jù)生理參數(shù)特征的檢測方法
1.4.3 根據(jù)駕駛行為的檢測方法。
1.4.4 根據(jù)車輛的狀態(tài)特征的檢測方法
1.4.5 基于信息融合技術(shù)的檢測方法
1.5 本文主要工作與結(jié)構(gòu)安排
1.5.1 本文主要工作
1.5.2 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 fNIRS算法研究
2.1 fNIRS相對量檢測算法研究
2.1.1 fNIRS相對量檢測算法原理
2.1.2 血模型實驗
2.1.3 相對量檢測算法小結(jié)
2.2 絕對量檢測算法的研究
2.3 本章小結(jié)
第三章 fNIRS儀器的研究、設(shè)計與性能測試
3.1 光在人腦中傳輸?shù)腗CVM仿真
3.1.1 MCVM模擬
3.1.2 可視中國人頭模型
3.1.3 基于MCVM和VCH的光在人腦組織中的傳輸仿真
3.1.4 波長配對的優(yōu)化
3.2 儀器硬件設(shè)計
3.2.1 柔性探頭設(shè)計
3.2.2 控制電路設(shè)計
3.3 軟件控制設(shè)計
3.4 性能測試
3.4.1 滴墨水實驗
3.4.2 Cuff實驗
3.5 本章小結(jié)
第四章 非隨意注意腦功能實驗的設(shè)計
4.1 非隨意注意腦功能實驗
4.2 實驗設(shè)計
4.2.1 聲音刺激
4.2.2 方向刺激
4.2.3 交通信號燈
4.3 實驗程序設(shè)計
第五章 在疲勞駕駛中的應(yīng)用
5.1 模擬疲勞駕駛實驗設(shè)計
5.1.1 實驗設(shè)計
5.1.2 實驗對象
5.2 行為數(shù)據(jù)處理
5.2.1 正確率
5.2.2 反應(yīng)時間
5.2.3 正確率/反應(yīng)時間
5.2.4 行為實驗數(shù)據(jù)分析
5.3 fNIRS數(shù)據(jù)處理
5.4 討論
5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
6.1 本文主要工作
6.2 下一步工作計劃
致謝
參考文獻
碩士期間取得的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于腦電信號的駕駛疲勞研究[J]. 房瑞雪,趙曉華,榮建,毛科俊. 公路交通科技. 2009(S1)
[2]Construction and visualization of high-resolution three-dimensional anatomical structure datasets for Chinese digital human[J]. LI AnAn1,LIU Qian1,ZENG ShaoQun1,TANG Lei2,ZHONG ShiZhen2 & LUO QingMing1 1 The Key Laboratory for Biomedical Photonics of the Ministry of Education,Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,De- partment of Biomedical Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China; 2 Department of Anatomy,Southern Medical University,Guangzhou 510515,China. Chinese Science Bulletin. 2008(12)
[3]不同時間的睡眠剝奪對視覺P300的影響[J]. 宋國萍,趙侖,苗丹民,皇甫恩. 人類工效學(xué). 2006(04)
[4]范圍提示下視空間注意老齡化的事件相關(guān)電位研究[J]. 宋為群,宋為明,杜巨豹,陳真,潘鈺,吳東宇,王茂斌,羅躍嘉. 中華老年醫(yī)學(xué)雜志. 2006(05)
本文編號:3606181
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 幾種腦功能成像概述
1.2.1 功能核磁共振成像
1.2.2 正電子發(fā)射成像(PET)
1.2.3 腦電信號
1.3 功能近紅外光譜成像
1.3.1 光成像簡介
1.3.2 fNIRS/fNIRI工作原理
1.3.3 fNIRS的應(yīng)用意義
1.4 疲勞駕駛研究現(xiàn)狀
1.4.1 根據(jù)主觀評測的檢定方法
1.4.2 根據(jù)生理參數(shù)特征的檢測方法
1.4.3 根據(jù)駕駛行為的檢測方法。
1.4.4 根據(jù)車輛的狀態(tài)特征的檢測方法
1.4.5 基于信息融合技術(shù)的檢測方法
1.5 本文主要工作與結(jié)構(gòu)安排
1.5.1 本文主要工作
1.5.2 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 fNIRS算法研究
2.1 fNIRS相對量檢測算法研究
2.1.1 fNIRS相對量檢測算法原理
2.1.2 血模型實驗
2.1.3 相對量檢測算法小結(jié)
2.2 絕對量檢測算法的研究
2.3 本章小結(jié)
第三章 fNIRS儀器的研究、設(shè)計與性能測試
3.1 光在人腦中傳輸?shù)腗CVM仿真
3.1.1 MCVM模擬
3.1.2 可視中國人頭模型
3.1.3 基于MCVM和VCH的光在人腦組織中的傳輸仿真
3.1.4 波長配對的優(yōu)化
3.2 儀器硬件設(shè)計
3.2.1 柔性探頭設(shè)計
3.2.2 控制電路設(shè)計
3.3 軟件控制設(shè)計
3.4 性能測試
3.4.1 滴墨水實驗
3.4.2 Cuff實驗
3.5 本章小結(jié)
第四章 非隨意注意腦功能實驗的設(shè)計
4.1 非隨意注意腦功能實驗
4.2 實驗設(shè)計
4.2.1 聲音刺激
4.2.2 方向刺激
4.2.3 交通信號燈
4.3 實驗程序設(shè)計
第五章 在疲勞駕駛中的應(yīng)用
5.1 模擬疲勞駕駛實驗設(shè)計
5.1.1 實驗設(shè)計
5.1.2 實驗對象
5.2 行為數(shù)據(jù)處理
5.2.1 正確率
5.2.2 反應(yīng)時間
5.2.3 正確率/反應(yīng)時間
5.2.4 行為實驗數(shù)據(jù)分析
5.3 fNIRS數(shù)據(jù)處理
5.4 討論
5.5 小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
6.1 本文主要工作
6.2 下一步工作計劃
致謝
參考文獻
碩士期間取得的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于腦電信號的駕駛疲勞研究[J]. 房瑞雪,趙曉華,榮建,毛科俊. 公路交通科技. 2009(S1)
[2]Construction and visualization of high-resolution three-dimensional anatomical structure datasets for Chinese digital human[J]. LI AnAn1,LIU Qian1,ZENG ShaoQun1,TANG Lei2,ZHONG ShiZhen2 & LUO QingMing1 1 The Key Laboratory for Biomedical Photonics of the Ministry of Education,Wuhan National Laboratory for Optoelectronics,De- partment of Biomedical Engineering,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China; 2 Department of Anatomy,Southern Medical University,Guangzhou 510515,China. Chinese Science Bulletin. 2008(12)
[3]不同時間的睡眠剝奪對視覺P300的影響[J]. 宋國萍,趙侖,苗丹民,皇甫恩. 人類工效學(xué). 2006(04)
[4]范圍提示下視空間注意老齡化的事件相關(guān)電位研究[J]. 宋為群,宋為明,杜巨豹,陳真,潘鈺,吳東宇,王茂斌,羅躍嘉. 中華老年醫(yī)學(xué)雜志. 2006(05)
本文編號:3606181
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