[發明專利]基于近紅外光譜的腦功能連接檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201410306089.4
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104055524A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 李增勇;韓慶宇;譚啟濤;張曼玉;王碧天
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455;G06F19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

1.一種基于近紅外光譜的腦功能連接檢測方法，其特征是，包括：

1)將近紅外光譜血氧儀放在不同人群，把光源發射及吸收傳感器分別放置于左、右腦前額葉部位，并發射紅外光照射至左、右腦前額葉，通過近紅外光譜血氧儀的腦氧信號采集模塊同時采集15分鐘左、右腦前額葉氧合血紅蛋白脈動信號；

2)將步驟1)采集的左、右腦前額葉氧合血紅蛋白脈動信號輸送至腦氧信號小波相干、小波相位相干處理模塊中，利用小波相干方法對左右前額葉氧合血紅蛋白脈動信號進行時頻分析；在低頻范圍，即頻率為0.021-2Hz內，可分為四個特征頻率區間，不同的特征頻率區間，表明相應的調節機制；每個特征頻率間的小波相干系數，表明其氧合血紅蛋白信號的一致性；提取不同特征頻率段的小波相干系數；

3)利用小波相位相干方法對左、右前額葉氧合血紅蛋白脈動信號進行相位分析；在低頻范圍，即頻率為0.021-2Hz內，可分為四個特征頻率區間，不同的特征頻率區間，表明相應的調節機制；每個特征頻率間的小波相位相干系數，表明其氧合血紅蛋白信號的相位一致性；提取不同特征頻率段的小波相位相干系數；

4)利用不同特征頻率段的小波相干系數和小波相位相干系數作為功能連接的檢測指標建立數據庫，再通過腦功能連接檢測模塊建立偏最小二乘法校正模型，

5)基于步驟4)所建立的偏最小二乘法校正模型，將待檢測樣本重復步驟1)-3)的到的信息對腦功能連接檢測。

2.如權利要求1所述的基于近紅外光譜的腦功能連接檢測方法，其特征是，所述利用小波相干方法和小波相位相干方法分析后，腦功能連接檢測指標為頻率在0.052-0.145Hz間的小波相干系數和小波相位相干系數。

3.如權利要求1所述的基于近紅外光譜的腦功能連接檢測方法，其特征是，建立偏最小二乘法校正模型，采用殘差平方和確定建立模型所使用的主成分數目，殘差平方和值越小，說明模型的預測能力越好。

4.一種基于近紅外光譜的腦功能連接檢測系統，其特征是，包括：

光源發射及吸收傳感器，用于放置于人體左、右腦前額葉部位，光源發射光線，吸收傳感器為兩個；光源與兩個吸收傳感器之間距離分別是R1為30mm,R2為40mm；

腦氧信號采集模塊，用于采集左、右腦前額葉氧合血紅蛋白脈動信號；

腦氧信號小波相干、小波相位相干處理模塊，用于對腦氧信號采集模塊采集左、右腦前額葉氧合血紅蛋白脈動信號進行小波相干、小波相位相干處理，得到不同特征頻率段的小波相干系數和小波相位相干系數；

腦功能連接檢測模塊，利用不同特征頻率段的小波相干系數和小波相位相干系數作為功能連接的檢測指標，建立偏最小二乘法校正模型，對腦功能連接檢測。