本文關(guān)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(xué)研究是21世紀(jì)生命科學(xué)的前沿和熱點(diǎn)之一,其終極目標(biāo)是闡明腦和神經(jīng)系統(tǒng)的工作原理和機(jī)制,它所蘊(yùn)含的科學(xué)意義以及對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用日益深刻地為人們所認(rèn)識(shí)。近年來應(yīng)用無創(chuàng)傷腦成像技術(shù)對(duì)活體腦內(nèi)各分區(qū)神經(jīng)元的活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)已逐漸成為腦科學(xué)研究的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。腦電(electroencephalogram,EEG)和功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)可以無創(chuàng)地對(duì)全腦活動(dòng)進(jìn)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(shù)。同步腦電-功能磁共振成像(EEG-fMRI)技術(shù)同時(shí)具有高時(shí)間和高空間的分辨率特性,在腦科學(xué)研究中越來越得到重視。然而,在應(yīng)用同步腦電-功能磁共振成像技術(shù)時(shí),由于磁共振掃描的影響,導(dǎo)致采集到的腦電信號(hào)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(fù)雜度高、隨機(jī)性強(qiáng)以及非線性混合等特點(diǎn)。如何有效抑制心沖擊偽跡是當(dāng)前同步獲取腦電信號(hào)和功能磁共振成像時(shí)的腦電信號(hào)偽跡抑制中的最具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。為了抑制心沖擊偽跡,本論文研究一種新的基于自適應(yīng)梳狀濾波與時(shí)頻盲源分離技術(shù)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(hào)(electrocardiogram,ECG)為參考信號(hào),首先估計(jì)出心電信號(hào)中的R峰位置,進(jìn)而估計(jì)腦電信號(hào)中的心沖擊偽跡的J峰位置,并根據(jù)該位置自適應(yīng)調(diào)整梳狀濾波器參數(shù),利用自適應(yīng)梳狀濾波法對(duì)心沖擊偽跡進(jìn)行初步抑制;然后利用適合于處理非平穩(wěn)信號(hào)的時(shí)頻盲源分離技術(shù),對(duì)心沖擊偽跡作進(jìn)一步抑制,最終獲得較為清晰的腦電信號(hào)。利用本論文研究的方法分別對(duì)同步采集腦電和功能磁共振成像時(shí)所獲得的腦電信號(hào),以及合成的腦電信號(hào)進(jìn)行心沖擊偽跡抑制實(shí)驗(yàn),采用視覺效果、峰峰比值和改進(jìn)的歸一化功率譜比值評(píng)價(jià)心沖擊偽跡抑制方法的性能。實(shí)驗(yàn)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(dú)立成份分析(FastICA)的心沖擊偽跡抑制方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本論文研究的方法更具有優(yōu)勢(shì)。綜上所述,本論文研究的基于自適應(yīng)梳狀濾波與時(shí)頻盲源分離技術(shù)相結(jié)合的BCG偽跡抑制方法能夠有效抑制原始腦電信號(hào)中的心沖擊偽跡,且與現(xiàn)有方法相比具有一定的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：腦電信號(hào) 心沖擊信號(hào) 偽跡抑制 自適應(yīng)梳狀濾波 盲源分離
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(hào)中心沖擊偽跡抑制的基本原理14-27
• 2.1 同步EEG-f MRI技術(shù)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(dú)立成分分析法21-23
• 2.4.3 FastICA23
• 2.4.4 時(shí)頻盲源分離23-24
• 2.5 自適應(yīng)梳狀濾波24-25
• 2.6 心沖擊偽跡抑制方法的性能指標(biāo)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(shí)驗(yàn)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(shí)際采集的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)36-57
• 4.1 基于ACF的BCG偽跡抑制方法實(shí)驗(yàn)36-40
• 4.1.1 合成數(shù)據(jù)的提取實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析36-38
• 4.1.2 真實(shí)數(shù)據(jù)的提取實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)40-43
• 4.3 BCG偽跡抑制對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析43-54
• 4.3.1 基于TFBSS的BCG偽跡抑制對(duì)比實(shí)驗(yàn)43-46
• 4.3.2 基于PCA的BCG偽跡抑制對(duì)比實(shí)驗(yàn)46-49
• 4.3.3 基于FastICA的BCG偽跡抑制對(duì)比實(shí)驗(yàn)49-52
• 4.3.4 ACF+TFBSS與ACF、TFBSS、PCA、FastICA對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總52-54
• 4.4 128通道腦電數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)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(xiàn)60-65
• 附錄65
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文65
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目65

【參考文獻(xiàn)】

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6 陳穎萍;基于小波和獨(dú)立分量分析的腦電信號(hào)預(yù)處理研究[D];華中科技大學(xué);2006年

  本文關(guān)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(hào)：297672