基于精確延時估計的腦電磁共振同時測量時梯度偽跡的去除.pdf

1、近年來隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的研究者使用同步功能磁共振與腦電的測量方法來研究人類大腦認(rèn)知功能及神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病。通過同步測量的方法將功能磁共振的高空間分辨率與腦電的高時間分辨率結(jié)合，有望成為大腦功能及相關(guān)疾病研究新的研究工具。但是磁共振與腦電采集設(shè)備同時工作時，兩者將會相互影響。其中磁共振磁場對腦電的影響非常嚴(yán)重，記錄到的腦電信號中含有非常強(qiáng)大的磁共振偽跡，去除這些磁共振偽跡是進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。磁共振對腦電產(chǎn)生的偽跡主要是由于梯度

2、磁場切換引起的梯度偽跡，另外還包括由于高強(qiáng)磁場下大腦內(nèi)部血液流動等人體內(nèi)部帶電體相對靜態(tài)磁場的運(yùn)動引起的心跳相關(guān)偽跡。目前已有多種去除梯度偽跡的算法，其中主要的算法是Allen等人提出的基于插值及疊加平均的的方法構(gòu)建梯度偽跡模板，通過直接相減去除梯度偽跡，并利用自適應(yīng)噪聲抵消(ANC)，主成分分解(PCA)，獨(dú)立成分分解(ICA)等的方法對殘余偽跡進(jìn)行消除。另外還有基于頻域濾波，自適應(yīng)FIR濾波的偽跡去除算法。但是由于掃描序列的多樣性及

3、采樣時鐘周期的不同，沒有一種方法能適應(yīng)所有的變化情況。 本文通過對功能磁共振最為常用的掃描序列-回波平面成像序列(EPI序列)產(chǎn)生的梯度偽跡進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)梯度偽跡中的一段信號具有明顯的正弦特征，由此提出了通過正弦函數(shù)參數(shù)估計來確定磁共振掃描相鄰兩層開始時刻與采樣時刻延時的方法，并利用該延時信息對連續(xù)的多個梯度偽跡進(jìn)行信號重構(gòu)，然后對重構(gòu)信號進(jìn)行傅里葉級數(shù)擬合，構(gòu)建出較為精確的偽跡參考模型，從而該模型具有連續(xù)信號的特征。通過精確延