一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法
【專利摘要】一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法，包括以下四個(gè)步驟：步驟一計(jì)算近紅外光譜信號(hào)的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差，自動(dòng)選取閾值并標(biāo)記原始信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域；步驟二對(duì)近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓玫骄哂忻鞔_生理意義的固有模式分量；步驟三計(jì)算每個(gè)固有模式分量的疑似運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域，結(jié)合步驟一得到的原始信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域，對(duì)不同固有模式分量進(jìn)行處理，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)偽跡消除；步驟四信號(hào)重構(gòu)，本發(fā)明根據(jù)近紅外光譜信號(hào)的概率分布特點(diǎn)，自動(dòng)選取閾值和檢測(cè)含運(yùn)動(dòng)偽跡的區(qū)間；對(duì)近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸饪傻玫骄哂忻鞔_生理意義的固有模式分量，通過(guò)對(duì)明顯異常的固有模式分量進(jìn)行處理，可以在去除運(yùn)動(dòng)偽跡的同時(shí)有效保留NIRS信號(hào)中的生理信息。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近紅外光譜技術(shù)(NIRS)可以無(wú)損探測(cè)腦組織中含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白濃度的變化量，是一種測(cè)量大腦局部血液動(dòng)力學(xué)信息以及新陳代謝狀況的有效手段。與其它的腦功能測(cè)量設(shè)備如正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像(PET)和磁共振成像(MRI)等相比，NIRS具有舒適安全、操作簡(jiǎn)單、成本低廉等突出優(yōu)點(diǎn)，使之成為連續(xù)監(jiān)測(cè)大腦血液動(dòng)力學(xué)狀況的絕佳選擇。特別是通過(guò)近紅外光譜技術(shù)測(cè)量動(dòng)脈血氧飽和度在臨床上得到了廣泛應(yīng)用。NIRS測(cè)量對(duì)皮膚和探頭的接觸情況較為敏感，因此容易引入一些運(yùn)動(dòng)偽跡(MA)，直接影響測(cè)量信號(hào)的質(zhì)量，并最終影響后續(xù)分析處理結(jié)果的可靠性。現(xiàn)有的NIRS運(yùn)動(dòng)偽跡檢測(cè)方法主要有兩類，一類是直接基于近紅外數(shù)據(jù)的檢測(cè)方法；另一類是基于附加信號(hào)(如加速度傳感器信號(hào))的檢測(cè)技術(shù)。但是這兩類運(yùn)動(dòng)偽跡檢測(cè)方法一般都需要人工設(shè)定閾值，很難實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽跡的自動(dòng)去處。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法，根據(jù)近紅外光譜信號(hào)的概率分布特點(diǎn)，自動(dòng)選取閾值和檢測(cè)含運(yùn)動(dòng)偽跡的區(qū)間；對(duì)近紅外光譜信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸饪傻玫骄哂忻鞔_生理意義的固有模式分量，通過(guò)對(duì)明顯異常的固有模式分量進(jìn)行處理，可以在去除運(yùn)動(dòng)偽跡的同時(shí)有效保留NIRS信號(hào)中的生理信息。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一、計(jì)算近紅外光譜NIRS信號(hào)的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差MSD,自動(dòng)選取閾值并標(biāo)記原始信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域；
[0007]步驟二、對(duì)近紅外光譜NIRS信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?，得到具有明確生理意義的固有模式分量；
[0008]步驟三、計(jì)算每個(gè)固有模式分量的疑似運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域，結(jié)合檢測(cè)得到的原始信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域，對(duì)不同固有模式分量分別進(jìn)行運(yùn)動(dòng)偽跡消除；
[0009]步驟四、把消除運(yùn)動(dòng)偽跡后的所有固有模式直接加和進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)。
[0010]所述的步驟一具體為:根據(jù)公式(I)計(jì)算長(zhǎng)度為N的NIRS信號(hào)x(i)的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差(MSD)，用s(i)表示:
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、計(jì)算近紅外光譜NIRS信號(hào)的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差MSD，自動(dòng)選取閾值并標(biāo)記原始信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域； 步驟二、對(duì)近紅外光譜NIRS信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸猓玫骄哂忻鞔_生理意義的固有模式分量; 步驟三、計(jì)算每個(gè)固有模式分量的疑似運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域，結(jié)合檢測(cè)得到的原始信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域，對(duì)不同固有模式分量分別進(jìn)行運(yùn)動(dòng)偽跡消除； 步驟四、把消除運(yùn)動(dòng)偽跡后的所有固有模式直接加和進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法，其特征在于，所述的步驟一具體為:根據(jù)公式(I)計(jì)算長(zhǎng)度為N的NIRS信號(hào)x(i)的移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差(MSD)，用 s(i)表示:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法，其特征在于，所述的步驟二具體為:對(duì)近紅外光譜NIRS信號(hào)x(i)按公式(2)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸?
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法，其特征在于，所述的步驟三運(yùn)動(dòng)偽跡消除具體為:判斷所有固有模式信號(hào)的疑似運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域在時(shí)間上是否與原始信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域存在相交部分，如果有相交部分，把該固有模式信號(hào)在原始信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡區(qū)域內(nèi)的值置為零，其余位置保持不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)去除近紅外光譜信號(hào)運(yùn)動(dòng)偽跡的方法，其特征在于，所述的步驟四信號(hào)重構(gòu)過(guò)程具體是:對(duì)固有模式直接加和，把具有明確生理意義的固有模式相加，舍棄測(cè)量系統(tǒng)噪聲和其他測(cè)量干擾成分，即y=MFl’ +MF2’ +……+MFn’，重構(gòu)后的信號(hào)就是自動(dòng)去除運(yùn)動(dòng)偽跡的紅外光譜信號(hào)。
【文檔編號(hào)】A61B5/145GK103750845SQ201410007195
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】閆相國(guó), 吳寧, 魏穎雯, 李津, 王剛 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)