【技术实现步骤摘要】
基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗 差估计方法
本专利技术涉及一种信号抗差估计方法,具体涉及基于多距测量方法及最小一乘准则 的近红外脑功能信号抗差估计方法。
技术介绍
近红外光谱技术可用于大脑皮层中氧合血红蛋白浓度变化A出b〇2]和还原血红 蛋白浓度变化A出冊]的信号测量,进一步拓展脑功能活动信号的分析研究。然而,近红外 光谱技术在脑功能活动检测中,光强信号往往受到仪器噪声、环境干扰、实验因素等影响, 对于异常值的处理,通常采用剔除策略。但是,只有明显的异常值才能检验出来。对于并非 异常值的数据,错误地剔除同样会损失有用信息。使得测量信号中不可避免的混叠部分粗 差。
技术实现思路
本专利技术目的是为解决目前粗差严重影响脑功能信号的准确提取。而提出基于多距 测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差估计方法。 上述的专利技术目的是通过W下技术方案实现的: 步骤一、在待测脑组织位置使用光源S和两个检测器Dl和D2构成的近红外探头 进行探测; 步骤二、探测漫反射光强信号并经过光电传感器进行变换获得反应光强信息的电 信号; 步骤H、电信号通过修正朗伯比尔定律获取检测器Dl测得的氧合血红蛋白浓度 变化量的时间序列A出b〇2]w(k)和还原血红蛋白浓度变化量的时间序列A出冊r化),检 测器D2测得的氧合血红蛋白浓度变化量的时间序列A出b化]p(k)和还原血红蛋白浓度变 化量的时间序列A出冊r化); [000引步骤四、用X似表示A邮02]w似或A出冊r似; 步骤五、用y似表示A [Hb02]F ...
【技术保护点】
基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差估计方法,其特征在于:基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差估计方法具体是按照以下步骤进行的:步骤一、在待测脑组织位置使用光源S和两个检测器D1和D2构成的近红外探头进行探测;步骤二、探测漫反射光强信号并经过光电传感器进行变换获得反应光强信息的电信号;步骤三、电信号通过修正朗伯比尔定律获取检测器D1测得的氧合血红蛋白浓度变化量的时间序列△[HbO2]N(k)和还原血红蛋白浓度变化量的时间序列△[HHb]N(k),检测器D2测得的氧合血红蛋白浓度变化量的时间序列△[HbO2]F(k)和还原血红蛋白浓度变化量的时间序列△[HHb]F(k);步骤四、用x(k)表示△[HbO2]N(k)或△[HHb]N(k);步骤五、用y(k)表示△[HbO2]F(k)或△[HHb]F(k);步骤六、脑功能信号可以表示为s(k)=y(k)‑βx(k);步骤七、利用最小一乘准则求解使J(k)最小的权重系数β,获得误差性能函数J(k),表示为J(k)=Σk=1n|y(k)-βx(k)|]]>其中,J(k)为误差性能函数,β为权 ...
【技术特征摘要】
1. 基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差估计方法,其特征在 于:基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差估计方法具体是按照以下 步骤进行的: 步骤一、在待测脑组织位置使用光源S和两个检测器Dl和D2构成的近红外探头进行 探测; 步骤二、探测漫反射光强信号并经过光电传感器进行变换获得反应光强信息的电信 号; 步骤三、电信号通过修正朗伯比尔定律获取检测器Dl测得的氧合血红蛋白浓度变化 量的时间序列A [Hb02]N(k)和还原血红蛋白浓度变化量的时间序列A [HHb]N(k),检测器 D2测得的氧合血红蛋白浓度变化量的时间序列A [Hb02]F(k)和还原血红蛋白浓度变化量 的时间序列A [HHb]F(k); 步骤四、用 x(k)表示A [Hb02]N(k)或A [HHb]N(k); 步骤五、用 y(k)表示A [Hb02]F(k)或A [HHb]F(k); 步骤六、脑功能信号可以表示为s(k) =y(k)-0x(k); 步骤七、利用最小一乘准则求解使JOO最小的权重系数P,获得误差性能函数J(k), 表示为其中,JOO为误差性能函数,P为权重系数,求解使J(k)最小的P,获得脑功能信号 s(k); 步骤八、利用最小一乘准则代价函数,求解最小一乘估计法估计值#,再将求取的I带 入脑功能信号的表达式,即可获得脑功能信号s (k)。2. 根据权利要求1所述基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差 估计方法,其特征在于:步骤一所述的光源S采用集成双波长近红外光源,光源S到近端检 测器Dl之间的直线距离为 ri ;光源S到远端检测器D2之间的直线距离为r2。3. 根据权利要求2所述基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差 估计方法,其特征在于:所述双波长近红外光源发出的两种波长分别为X 1 = 76〇nm,X2 = 850nm。4. 根据权利要求3所述基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差 估计方法,其特征在于:所述光源S与检测器Dl的间距 ri为IOmm,发光源S与检测器D2的 间距r2为40_。5. 根据权利要求4所述基于多距测量方法及最小一乘准则的近红外脑功能信号抗差 估计方法,其特征在于:所述步骤三中A [HbO2]N(k)和A [HHb]N(k)为:A [Hb02]F(...
【专利技术属性】
技术研发人员:张岩,刘丹,杨春玲,张国亮,孙金玮,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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