2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、大腦是人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的重要器官,賦予了人類智慧與情感,以及諸多人類所特有的行為能力。然而人類對大腦及腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行機(jī)制知之甚少,同時各種腦部功能性疾病如帕金森、癲癇等等正威脅著很多人的健康。近年來,在無創(chuàng)腦功能成像(監(jiān)測)技術(shù)手段的促進(jìn)下,神經(jīng)科學(xué)、醫(yī)學(xué)和心理學(xué)領(lǐng)域的大腦功能研究獲得了極大的進(jìn)步。相對于功能型磁共振成像等常見腦功能監(jiān)測技術(shù),腦功能近紅外光譜不僅有著較高的時間和空間分辨率,同時保證了無創(chuàng)、儀器便攜性及經(jīng)濟(jì)性等實(shí)際應(yīng)用要

2、求。通過對大腦血液動力學(xué)變化的實(shí)時測量,腦功能近紅外光譜信號直接反應(yīng)了大腦特別是大腦皮層的氧代謝活動,從而實(shí)現(xiàn)了對不同大腦功能狀態(tài)的監(jiān)測。作為新型的腦功能監(jiān)測技術(shù),腦功能近紅外光譜技術(shù)正逐漸成為腦神經(jīng)研究中廣泛應(yīng)用的技術(shù)。但目前腦功能近紅外光譜的信號或圖像分析處理方法缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而在實(shí)際的腦功能研究中往往需要面對大量數(shù)據(jù)分析處理問題。因此,本論文致力于研究腦功能近紅外光譜的腦血液動力學(xué)響應(yīng)信號的分析方法,主要開展了下述研究工作:

3、r>  通過人體主要成分對近紅外光的吸收和散射作用,介紹了腦功能近紅外光譜分析技術(shù)所采用的基本光學(xué)原理。根據(jù)Beer-Lambert法則的修正和微分光程的確定方法,闡述了功能近紅外光譜技術(shù)進(jìn)行血液動力學(xué)參數(shù)測量和提取的基本原理。針對功能近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用中,腦功能原始信號會受到各種噪聲(特別是生理噪聲和運(yùn)動偽影)干擾的問題,對腦功能近紅外光譜信號中噪聲及運(yùn)動偽影的常見去噪方法進(jìn)行了簡單的討論和比較。
  在腦功能近紅外光譜技術(shù)的信

4、號特性及統(tǒng)計(jì)特征提取方法基礎(chǔ)上,結(jié)合多元圖表示原理,提出了腦功能近紅外光譜的雷達(dá)圖表示和變尺度的圖特征提取方法。結(jié)合實(shí)際腦功能近紅外光譜數(shù)據(jù),對統(tǒng)計(jì)特征提取方法和與本研究所提的方法進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)。通過與傳統(tǒng)方法在模式分類性能差異的對比,驗(yàn)證了基于多元圖表示原理的腦功能近紅外光譜特征提取方法。
  研究了以屬性偏序理論為基礎(chǔ)的腦功能近紅外光譜分析方法,將變尺度的光譜特征提取向變尺度的模式分類工具拓展。提出了屬性偏序結(jié)構(gòu)圖逐層生成算法

5、,實(shí)現(xiàn)了以可視化的方法對腦功能近紅外光譜在多個尺度上全面地分析,并進(jìn)一步得出光譜數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)化模式。借助有監(jiān)督字典學(xué)習(xí)稀疏表示的基本理論和算法,提出了屬性偏序表示序字典用于光譜模式的稀疏表示,并構(gòu)造了相應(yīng)算法工具來解決測試樣本與屬性偏序結(jié)構(gòu)圖模式匹配的問題。通過實(shí)際腦功能近紅外光譜信號分析,對基于屬性偏序理論的可視化模式分類方法進(jìn)行了有效性檢驗(yàn)。
  選用n-back前額葉工作記憶負(fù)荷腦功能近紅外光譜信號,進(jìn)行了前額葉工作記憶量化

6、研究。通過n-back實(shí)驗(yàn)中腦功能近紅外光譜信號血液動力學(xué)平均變化和雷達(dá)圖特征的對比研究,證明了通過雷達(dá)圖進(jìn)行腦功能近紅外光譜信號能夠更好的實(shí)現(xiàn)信號的特征提取和可視化。應(yīng)用本文提出的屬性偏序表示序方法進(jìn)行了前額葉工作記憶的量化研究,獲得了比國外同類研究更高的分類精度。
  在上述研究的基礎(chǔ)上,參考了腦功能近紅外光譜用于臨床麻醉深度監(jiān)測研究的相關(guān)成果。本文提出了麻醉狀態(tài)腦功能近紅外光譜信號仿真方法。對模擬生成的麻醉狀態(tài)仿真信號,應(yīng)用

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