基于fNIRS信号的脑发育和退化评估方法研究

发布时间：2020-12-07 03:52

　　功能近红外脑成像技术（Function near infrared spectroscopy,f NIRS）作为一种非侵入性脑功能成像工具在脑科学研究领域快速发展。研究表明,大脑的血流动力学反应会随年龄增长而变化。目前已经有许多基于fNIRS的新生儿脑发育评估和脑功能网络连接研究成果,然而尚未对新生婴儿到老年人等整个生命周期的各个年龄段的脑功能发展状态进行研究。本文采用fNIRS技术,从新生早产儿、足月儿、三个月大婴儿、儿童、成人以及老年人等六个大脑发展重要阶段评估大脑的发育与退化。首先,利用fNIRS系统获取六个年龄段下静息状态的数据。通过修正比尔朗伯定律将近红外系统采集的光强数据转换为含氧血红蛋白（oxy-hemoglobin,HbO）与脱氧血红蛋白信号（deoxy-hemoglobin,Hb）。根据血红蛋白信号的波形图和频谱图,挑选出数据质量好的通道。针对信号中的运动伪影,提出了峰值小波滤波器算法,能够有效的去除血红蛋白时间序列中的运动噪声。通过带宽滤波算法实现低频血红蛋白信号提取和去除信号中的生理噪声。得到0.01-0.05Hz、0.05-0.1Hz、0.01-0.1Hz等三个... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

近红外“香蕉型”通道功能近红外成像技术的原理是基于生物组织的光学特性[27]，实现对脑皮层中血蛋白浓度变化的监测

第2章近红外信号的采集及预处理-11-图2-1新生儿fNIRS通道分布2.2.2儿童、成人和老年人在脑发展的中后期阶段，选择健康的儿童、成人以及老年人等年龄段，采集静息状态下的近红外信号。包括40名6-12岁的儿童，其中21名男孩、19名女孩。18名19-27岁的成年人，其中12名男性、6名女性。35名58-77岁的老年人，其中15名男性、20名女性。这些数据是由北京师范大学牛海晶教授提供，在进行实验之前已

燕山大学工程硕士学位论文-12-经获得被试或其监护人的同意并签署知情书。该研究获得北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室的机构审查委员会的批准。本实验的数据采集使用美国TechEn-CW6连续波近红外脑功能成像系统。采样频率设置为50Hz，两个近红外光的波长分别为690nm和830nm。采集过程中使用了12个近红外光源探头和24个探测器，共46个近红外数据通道。探头和通道在大脑的区域分布如图2-2所示。近红外通道覆盖了额叶、枕叶、顶叶、颞叶等四个脑区域。在数据采集过程中要求被试保持闭眼、清醒的静息状态，采集过程持续时长大约为10分钟。图2-2儿童、成人、老年人fNIRS通道分布


本文编号：2902570