心沖擊偽跡抑制關(guān)鍵方法研究.pdf

1、同步腦電(electroencephalogram, EEG)和功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)可提供具有毫米級(jí)空間分辨率和毫秒級(jí)時(shí)間分辨率的大腦活動(dòng)觀測(cè)，已成為研究人類大腦功能的最重要的技術(shù)之一。然而在同步EEG-fMRI的采集過(guò)程中，所采集得到的 EEG信號(hào)中主要包含梯度偽跡(gradient artifact, GA)和心沖擊偽跡(ballistocardio

2、gram artifact, BCG)。其中梯度偽跡通?？刹捎媚０宸ㄒ种?；而B(niǎo)CG偽跡具有低信噪比、時(shí)頻混疊、不可預(yù)測(cè)性和時(shí)變性的特點(diǎn)，常用的濾波和模板法難以有效抑制EEG信號(hào)中的BCG偽跡。
　　為有效抑制同步EEG-fMRI所獲得的EEG信號(hào)中的BCG偽跡，本論文研究一種新的結(jié)合改進(jìn)J-peak檢測(cè)的自適應(yīng)梳狀濾波(adaptive comb filter, ACF)方法，并將其應(yīng)用于BCG偽跡抑制。該方法以同步采集的心電信號(hào)

3、(ECG)為參考信號(hào)，利用R峰檢測(cè)算法確定ECG信號(hào)的R峰位置；對(duì)各通道的EEG信號(hào)分別與ECG信號(hào)進(jìn)行相關(guān)時(shí)延分析，估計(jì)得到各通道的 EEG信號(hào)與 ECG信號(hào)的時(shí)延關(guān)系，并利用該時(shí)延關(guān)系與R峰位置確定相應(yīng) J峰位置的檢測(cè)區(qū)間；最后采用區(qū)間峰值檢測(cè)方法確定各通道的J峰的精確位置。將精確估計(jì)得到的J峰位置作為ACF的自適應(yīng)調(diào)節(jié)參數(shù)，從而利用ACF抑制BCG偽跡。
　　本論文研究一種基于最小二乘支持向量機(jī)(least squares

4、support vector machine, LSSVM)的BCG偽跡抑制方法。研究基于LSSVM的BCG偽跡抑制模型，優(yōu)化應(yīng)用于BCG偽跡抑制的LSSVM參數(shù)，擬合ECG信號(hào)與BCG偽跡之間的非線性變換，得到BCG偽跡的最佳估計(jì)，最終抑制同步EEG-fMRI采集的EEG信號(hào)中的BCG偽跡。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本論文提出的基于結(jié)合改進(jìn) J-peak檢測(cè)的自適應(yīng)梳狀濾波的BCG偽跡抑制方法和基于最小二乘支持向量機(jī)的 BCG偽跡抑制方