功能近紅外光譜成像研究及應(yīng)用.pdf

1、功能近紅外光譜成像技術(shù)(FNIRS)是一種無創(chuàng)的大腦皮層功能活動檢測手段。相比于其它的大腦皮層功能活動檢測方法，它具有較高的時間分辨率，低廉的設(shè)備成本和數(shù)據(jù)采集成本，可以實時的看到結(jié)果，是一種非常具有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。然而，功能近紅外光譜成像的相關(guān)技術(shù)還在發(fā)展之中，相關(guān)的近紅外光譜成像手段總體上還不成熟。本文的目的就是運(yùn)用新的技術(shù)分析手段對功能近紅外光譜成像技術(shù)的原始信號分析、以及運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法提高功能近紅外光譜成像技術(shù)的自動化水平，

2、從而推動功能近紅外光譜成像技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用。本文的內(nèi)容概括如下：
　　 首先，本文對功能近紅外光譜成像技術(shù)的原理進(jìn)行了闡述，總結(jié)出功能近紅外光譜成像技術(shù)的原理、特點(diǎn)等。然后根據(jù)功能近紅外成像技術(shù)的信號特點(diǎn)，將ICA算法引入到腦功能成像信號處理中，結(jié)果表明該算法獲得的獨(dú)立成分信號與動手指任務(wù)中所執(zhí)行的任務(wù)信號時間尺度一致，其也與ICA算法運(yùn)用于fMRI影像的結(jié)果一致，都分離出了BOLD信號，說明了ICA算法在功能近紅外光譜成像技術(shù)

3、原始信號提取中具有重要作用。
　　 其次，采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，研究了基于FNIRS技術(shù)的腦機(jī)接口。將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法運(yùn)用于FNIRS信號的類別分類上，組成一種功能原件-腦機(jī)接口。通過實驗驗證，結(jié)果表明該種基于FNIRS的腦機(jī)接口的可行性。結(jié)合FNIRS的特點(diǎn)，說明FNIRS在腦機(jī)接口方面具有非常大的潛力，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會意義。
　　 最后，探討了FNIRS在疾病診斷方面的應(yīng)用。生物統(tǒng)計學(xué)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于臨床數(shù)據(jù)的分析上面。

4、本文把FNIRS作為一種臨床研究手段，通過對FNIRS采集到的病人、正常對照組間的統(tǒng)計分析，表明了FNIRS作為一種新的功能影像方法，其在生物醫(yī)學(xué)、臨床應(yīng)用中的重要作用。同時，其與fMRI結(jié)構(gòu)像的結(jié)合，也將更有利于臨床應(yīng)用。
　　 通過對FNIRS的技術(shù)分析以及應(yīng)用，我們可以得出這樣的結(jié)論：功能近紅外光譜成像技術(shù)作為一種成像方式，它在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的具有其他成像方式所不具有的優(yōu)點(diǎn)，功能近紅外光譜成像技術(shù)可以作為一種重要的成像方式加