提高全脑fNIRS-EEG双模态联合检测性能的研究

发布时间：2021-04-17 21:28

　　神经成像技术为人们提供了较好地了解大脑如何工作的手段。功能近红外光谱术（functional Near-infrared Spectroscopy,fNIRS）作为一种无创的光学成像技术,已越来越多地应用于脑功能研究中。fNIRS通过通道的排布位置可以确定脑功能信号的来源,而fNIRS技术本身存在时间分辨率不够高、无法直接反映神经活动等问题,这些问题严重影响了fNIRS用于脑功能检测的可靠性。脑电图（Electroencephalography,EEG）作为一种较为成熟的脑功能检测技术,具有较高的时间分辨率,其缺点是检测信号无法确定来源的脑区。fNIRS和EEG技术都具有对环境和被试限制小的优势,可以在自然和放松的状态下检测被试的脑功能活动。因此将fNIRS与EEG技术进行联合,使用双模态检测技术可以综合二者空间和时间分辨率的优势,帮助人们更好地认识在认知心理学任务中脑活动的神经机制。目前fNIRS-EEG双模态检测技术尚处于起步阶段,存在信号受噪声干扰严重、系统整合性较差、联合通道少等问题。提高fNIRS-EEG双模态联合检测的性能是将该技术应用到脑功能研究的重要内容。本文围绕fNI... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

水，HbO2和Hb在近红外波段的吸收光谱曲线

华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文能够检测多种血氧参数，并且具有对环境和被试限制小，制作和运行成本低等优势。但 fNIRS 技术的局限在于近红外光的穿透深度有限，只能探测大脑灰质部分，而无法检测深层脑组织活动[14]。因此该技术主要应用于认知心理学的研究中。1.3 脑功能的近红外研究1.3.1 近红外脑功能成像仪器近红外脑功能成像技术是根据大脑组织在光学窗波段低吸收高散射的特性来检测血氧动力学参数，从而反映大脑的功能活动。根据使用不同的近红外光检测方法，用于脑功能成像的仪器有三类：时域仪器、频域仪器和连续光仪器。三种仪器的工作原理如图 1.2 所示。

华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文续光仪器采集到的光强数据通过修正的比尔朗伯定律转化为血氧参数，而且只血氧参数的相对变化进行测量[19]。一般情况下脑功能研究关注的是大脑活动也变化过程，因此连续光技术适用于脑功能活动研究。目前，包括哈佛大学、华技大学和中科院自动化所在内的多家研究单位都在研究连续光近红外技术和相用[11, 12, 20]。日本的日立和岛津以及美国的 NIRx 等公司也于 2003 年开始陆续推款商用的多通道连续光近红外脑功能成像仪器。连续光近红外仪器复杂程度较低作和使用成本较低，可以进行便携式设计，因此被广泛应用于脑科学研究和临断中。

【参考文献】：
期刊论文
[1]用于脑血流量检测的近红外光谱术[J]. 骆清铭,邓晖,龚辉,曾绍群,陈卫国.  红外与毫米波学报. 1999(02)



本文编号：3144170