很多神經(jīng)科學(xué)的研究技術(shù)來說,干擾偽跡是不可避免的,。正如腦電偽跡來源——《EEG信號偽跡來源》一樣,,在進(jìn)行fNIRS近紅外實(shí)驗(yàn)時(shí),,雖然說受到的干擾因素會(huì)比EEG信號來源小很多,但是不可避免的是fNIRS技術(shù)在采集數(shù)據(jù)時(shí)還是會(huì)存在一些偽影,。
文獻(xiàn)1:
[NeuroImage 2014] Motion artifacts in functional near-infrared
spectroscopy: A comparison of motion correction techniques
applied to real cognitive data
文獻(xiàn)2:
[Frontiers in Neuroscience 2012] A systematic comparison of
motion artifact correction techniques for functional nearinfrared
spectroscopy
fNIRS偽影來源哪些方面,?
近紅外中的偽影主要來源三個(gè)方面:
1、受試者本身的生理噪聲
2,、外部的運(yùn)動(dòng)偽影(這是主要來源)
3,、光極間的接觸(即信號的評價(jià))
近紅外實(shí)驗(yàn)中,生理的信號噪聲是無法在采集的時(shí)候剔除的,這是血流的特性決定的,,fNIRS測量通過設(shè)備發(fā)射近紅外光源和接收從組織反向散射的光的檢測器,,來推斷血流的變化過程。這其中不可避免生理運(yùn)動(dòng)過程——
Heartbeat(心跳):周期性變換1次/秒,,大概的頻率范圍1Hz,。
respiration(呼吸):周期性變化0.4次/秒,大概的頻率范圍0.4Hz,。
bloodpressure(血壓mayer waves):這可很接近我們想要的信號頻率,,這種是很微小的變化,一般我們也很少在意它,,頻率范圍0.1Hz左右,。
生理的信號干擾,雖然是不可避免的,,但是這也是檢測信號質(zhì)量的另類的方法,,查看在采集中是否存在這些信號也是評價(jià)設(shè)備以及信號質(zhì)量的評價(jià)之一。
運(yùn)動(dòng)偽影:這是fNIRS信號采集中的阻礙,,近紅外設(shè)備可以用來做跑步,,音樂表演,研究嬰兒和多動(dòng)癥兒童的研究,,但是也避免不了運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的偽影的可能,,只是這種偽影相比較明顯而穩(wěn)定,可以在分析數(shù)據(jù)中應(yīng)用多種方法(樣值插條,,小波濾波,,主成分分析等)將這種偽影剔除。
運(yùn)動(dòng)偽影的特征通常在于幅度大于血流動(dòng)力學(xué)變化的信號變化,。它們的波形形狀,、頻譜及時(shí)間點(diǎn)均不同,它們可以是高幅度,、高頻尖峰,,在數(shù)據(jù)波形中很容易發(fā)現(xiàn)檢測到,也可以是較低的頻率變化,,并且與正常的fNIRS的信號很難區(qū)分,。一般來說,運(yùn)動(dòng)偽影可分為三類:高頻尖峰(A high-frequency spike),、基線偏移(A shift from the baseline intensity)和低頻變化(Low-frequency variations)
高頻尖峰信號:
基線偏移:這是可能在采集過程中突然發(fā)生某種變化導(dǎo)致記錄到的信號突然向上或者是向下移動(dòng)而不再回到之前的基線上,,這是可能出現(xiàn)的。
低頻變化:這個(gè)很難辨別出來,,這需要大量的數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn),。
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