[發(fā)明專利]一種基于多通道fNIRS信號(hào)的冰毒成癮者檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011450107.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112545503B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高軍峰;黎峰;宋健;張家琦;魏曙光;韋思宏;黃偉安;曾宣威;康倩若;湛慧苗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/1455
• 分類號(hào): A61B5/1455
• 代理公司: 湖北百煉石律師事務(wù)所 42281
• 代理人: 吳陽(yáng)

1.一種基于多通道fNIRS信號(hào)的冰毒成癮者檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過(guò)多通道fNIRS通道對(duì)測(cè)試者的fNIRS信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)提取，得到測(cè)試者的多通道fNIRS信號(hào)并保存；

對(duì)各個(gè)通道fNIRS信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理操作后，計(jì)算各個(gè)通道fNIRS信號(hào)的方向性相位指數(shù)；

將所述測(cè)試者的方向性相位指數(shù)作為輸入送入到分類器中，得到檢測(cè)結(jié)果；

其中，所述的各個(gè)通道fNIRS信號(hào)的方向性相位指數(shù)的計(jì)算方法如下：

針對(duì)任意兩個(gè)通道：x通道和y通道的fNIRS信號(hào)x(t)和y(t)，

考慮在固定時(shí)間間隔內(nèi)相位的增量，假設(shè)相位的時(shí)間序列已知，相位φ_1,2...M(t_k)，t_k為第k次采樣間隔，k＝1,2,...，M為信號(hào)通道數(shù)，則x(t)的相位增量Δ_x(k)，有：

Δ_x(k)＝φ_x(t_k+τ)-φ_x(t_k)＝ω_xτ+F_x(φ_x(t_k),φ_y(t_k))+η_x(t_k) (1)

其中ω_x為fNIRS信號(hào)x(t)的頻率，η_x(t_k)代表相位增量的噪聲成分；函數(shù)F_x代表模型的確定性部分，通過(guò)有限傅里葉級(jí)數(shù)作為自然探測(cè)函數(shù)，利用時(shí)間序列Δ_x(k)和φ_x(t_k)進(jìn)行估算：

通過(guò)函數(shù)F_x計(jì)算x通道fNIRS信號(hào)x(t)的相位與y通道fNIRS信號(hào)y(t)的相位的相互依賴關(guān)系，為：

考慮在固定時(shí)間間隔內(nèi)相位的增量，假設(shè)相位的時(shí)間序列已知，相位φ_1,2...M(t_k)，t_k為第k次采樣間隔，k＝1,2,...，M為信號(hào)通道數(shù)，則y(t)的相位增量Δ_y(k)，有：

其中ω_y為fNIRS信號(hào)y(t)的頻率，η_y(t_k)代表相位增量的噪聲成分；函數(shù)F_y代表模型的確定性部分，通過(guò)有限傅里葉級(jí)數(shù)作為自然探測(cè)函數(shù)，利用時(shí)間序列Δ_y(k)和進(jìn)行估算：

通過(guò)函數(shù)F_y計(jì)算y通道fNIRS信號(hào)y(t)的相位與x通道fNIRS信號(hào)x(t)的相位的相互依賴關(guān)系，為：

通過(guò)c_x²和c_y²計(jì)算出x(t)和y(t)相位同步的方向性指數(shù)：

范圍：-1≤d^xy≤1

當(dāng)d^xy＝1時(shí)：?jiǎn)蜗蝰詈?x→y)，d^xy＝-1時(shí)：反向情況(y→x)，-1≤d^xy≤1中間值對(duì)應(yīng)雙向耦合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的預(yù)處理操作包括濾波、分割、基線校正和疊加平均。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的預(yù)處理操作，具體包括：

對(duì)fNIRS信號(hào)進(jìn)行濾波，濾波參數(shù)設(shè)置分別為0.03-0.1Hz帶通濾波；濾波后將刺激前1s至刺激后15s的fNIRS數(shù)據(jù)作為一個(gè)epoch進(jìn)行分割，稱此epoch為一個(gè)S2刺激響應(yīng)；以刺激前1s數(shù)據(jù)作為基線進(jìn)行基線校正，接著對(duì)數(shù)據(jù)中每5個(gè)epoch進(jìn)行一次疊加平均。