可绝对量检测的近红外光谱脑功能成像及疲劳驾驶研究
发布时间：2022-01-24 07:52
在货运行业,57%的致命卡车交通事故是由于司机的疲劳驾驶,疲劳驾驶已成为交通事故的头号原因,开发一种技术来实时监测司机的疲劳情况已经越来越迫切。功能近红外光谱术（f NIRS）作为一种无创非侵入式的检测技术,是监测大脑活动的血液动力学参数的重要手段。f NIRS绝对量检测可以为疲劳驾驶检测提供可参考评价的标准。本课题采用功能近红外光谱术,研制一种可绝对量检测的脑功能成像仪,并应用于模拟驾驶中,召集司机志愿者进行非随意注意脑功能实验,对疲劳驾驶进行研究。本文首先对f NIRS与其他不同脑功能成像技术进行比较,对疲劳驾驶的研究现状进行了调研,并介绍本文所用的f NIRS技术。然后开展本文的f NIRS仪器研发及在疲劳驾驶监测的应用研究:在算法上,对相对量检测算法,基于简单的f NIRS仪器,设计了离体血液光学模型实验,对现有的血液参数相对量检测算法进行了校准,对常用于血液参数计算的消光系数进行了筛选;对于绝对量检测算法进行了推导。在仪器研制上,设计了用于检测脑部前额叶局部组织血液参数绝对量检测的仪器。首先,对光在人体头部前额叶的传输进行了蒙特卡洛仿真,根据仿真结果设计柔性探头用于数据采集。...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 几种脑功能成像概述
1.2.1 功能核磁共振成像
1.2.2 正电子发射成像（PET）
1.2.3 脑电信号
1.3 功能近红外光谱成像
1.3.1 光成像简介
1.3.2 fNIRS/fNIRI工作原理
1.3.3 fNIRS的应用意义
1.4 疲劳驾驶研究现状
1.4.1 根据主观评测的检定方法
1.4.2 根据生理参数特征的检测方法
1.4.3 根据驾驶行为的检测方法。
1.4.4 根据车辆的状态特征的检测方法
1.4.5 基于信息融合技术的检测方法
1.5 本文主要工作与结构安排
1.5.1 本文主要工作
1.5.2 本文的结构安排
第二章 fNIRS算法研究
2.1 fNIRS相对量检测算法研究
2.1.1 fNIRS相对量检测算法原理
2.1.2 血模型实验
2.1.3 相对量检测算法小结
2.2 绝对量检测算法的研究
2.3 本章小结
第三章 fNIRS仪器的研究、设计与性能测试
3.1 光在人脑中传输的MCVM仿真
3.1.1 MCVM模拟
3.1.2 可视中国人头模型
3.1.3 基于MCVM和VCH的光在人脑组织中的传输仿真
3.1.4 波长配对的优化
3.2 仪器硬件设计
3.2.1 柔性探头设计
3.2.2 控制电路设计
3.3 软件控制设计
3.4 性能测试
3.4.1 滴墨水实验
3.4.2 Cuff实验
3.5 本章小结
第四章 非随意注意脑功能实验的设计
4.1 非随意注意脑功能实验
4.2 实验设计
4.2.1 声音刺激
4.2.2 方向刺激
4.2.3 交通信号灯
4.3 实验程序设计
第五章 在疲劳驾驶中的应用
5.1 模拟疲劳驾驶实验设计
5.1.1 实验设计
5.1.2 实验对象
5.2 行为数据处理
5.2.1 正确率
5.2.2 反应时间
5.2.3 正确率/反应时间
5.2.4 行为实验数据分析
5.3 fNIRS数据处理
5.4 讨论
5.5 小结
第六章 总结和展望
6.1 本文主要工作
6.2 下一步工作计划
致谢
参考文献
硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于脑电信号的驾驶疲劳研究[J]. 房瑞雪,赵晓华,荣建,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]不同时间的睡眠剥夺对视觉P300的影响[J]. 宋国萍,赵仑,苗丹民,皇甫恩. 人类工效学. 2006(04)
[4]范围提示下视空间注意老龄化的事件相关电位研究[J]. 宋为群,宋为明,杜巨豹,陈真,潘钰,吴东宇,王茂斌,罗跃嘉. 中华老年医学杂志. 2006(05)
本文编号：3606181
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 几种脑功能成像概述
1.2.1 功能核磁共振成像
1.2.2 正电子发射成像（PET）
1.2.3 脑电信号
1.3 功能近红外光谱成像
1.3.1 光成像简介
1.3.2 fNIRS/fNIRI工作原理
1.3.3 fNIRS的应用意义
1.4 疲劳驾驶研究现状
1.4.1 根据主观评测的检定方法
1.4.2 根据生理参数特征的检测方法
1.4.3 根据驾驶行为的检测方法。
1.4.4 根据车辆的状态特征的检测方法
1.4.5 基于信息融合技术的检测方法
1.5 本文主要工作与结构安排
1.5.1 本文主要工作
1.5.2 本文的结构安排
第二章 fNIRS算法研究
2.1 fNIRS相对量检测算法研究
2.1.1 fNIRS相对量检测算法原理
2.1.2 血模型实验
2.1.3 相对量检测算法小结
2.2 绝对量检测算法的研究
2.3 本章小结
第三章 fNIRS仪器的研究、设计与性能测试
3.1 光在人脑中传输的MCVM仿真
3.1.1 MCVM模拟
3.1.2 可视中国人头模型
3.1.3 基于MCVM和VCH的光在人脑组织中的传输仿真
3.1.4 波长配对的优化
3.2 仪器硬件设计
3.2.1 柔性探头设计
3.2.2 控制电路设计
3.3 软件控制设计
3.4 性能测试
3.4.1 滴墨水实验
3.4.2 Cuff实验
3.5 本章小结
第四章 非随意注意脑功能实验的设计
4.1 非随意注意脑功能实验
4.2 实验设计
4.2.1 声音刺激
4.2.2 方向刺激
4.2.3 交通信号灯
4.3 实验程序设计
第五章 在疲劳驾驶中的应用
5.1 模拟疲劳驾驶实验设计
5.1.1 实验设计
5.1.2 实验对象
5.2 行为数据处理
5.2.1 正确率
5.2.2 反应时间
5.2.3 正确率/反应时间
5.2.4 行为实验数据分析
5.3 fNIRS数据处理
5.4 讨论
5.5 小结
第六章 总结和展望
6.1 本文主要工作
6.2 下一步工作计划
致谢
参考文献
硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于脑电信号的驾驶疲劳研究[J]. 房瑞雪,赵晓华,荣建,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]不同时间的睡眠剥夺对视觉P300的影响[J]. 宋国萍,赵仑,苗丹民,皇甫恩. 人类工效学. 2006(04)
[4]范围提示下视空间注意老龄化的事件相关电位研究[J]. 宋为群,宋为明,杜巨豹,陈真,潘钰,吴东宇,王茂斌,罗跃嘉. 中华老年医学杂志. 2006(05)
本文编号：3606181
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/3606181.html
