[发明专利]一种基于脑磁图的时空域双子空间投影的去干扰方法

说明书

本发明公开了一种基于脑磁图的时空域双子空间投影的去干扰方法，针对植入式神经刺激发射器的干扰信号，采用基于双子空间投影方法(Dual Signal Subspace Projection,DSSP)，DSSP通过对采集数据进行两次信号子空间投影来去干扰。通过空间域子空间投影，其将采集信号分解为位于脑内空间源活动产生的采样数据和脑外空间源活动产生的采样数据；通过时域子空间投影，通过估计脑内和脑外信号空间的共有基即为干扰信号的基，将脑内数据投影到与干扰信号空间垂直的空间完成去干扰。并且该方法在进实验在模拟数据中能够较好的去除模拟脑外不同类型的强干扰噪声；在真实数据测试中，可以直接识别颠尖且可通过源重构方法对癫痫活动位置准确定位。

技术领域

本发明属于脑科学与信息技术交叉学科领域，涉及一种脑磁图(Magnetoencephalography，MEG)去干扰的方法，具体涉及一种基于脑磁图的时空域双子空间投影的去干扰方法。

背景技术

脑磁图(MEG)是记录脑活动产生的及其微弱的磁场，而磁场活动无处不在，MEG信号很容易受到外来磁场的干扰。这些磁场信号包括无法避免的非生物磁场信号比如电磁场，脑外的生物磁信号如眼电，以及脑内其他与任务活动不相关的脑活动产生的磁场信号。这些活动的磁场信号对脑活动产生信号具有严重的干扰，影响人类思维活动的判断。本发明主要针对当前大脑电信号的采集技术与过程无法避免强噪声与伪迹干扰的问题，提出了一种双子空间投影的方法(Dual Signal Subspace Projection,DSSP)对采集的脑信号数据进行两次信号子空间投影来去除其他磁场信号对脑信号的干扰。近些年，相关学者在去除MEG干扰的问题上已经做了大量的研究，并取得了较好的成果。但是目前尚未找到一种有效普实的方法能及时去除类似于植入式神经刺激器所产生的强大磁场干扰，同时保留脑活动产生的微弱磁场的方法。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种双子空间投影的方法(Dual Signal SubspaceProjection,DSSP)，旨在构建一个完整的基于DSSP的用于去除强生物磁干扰的分析过程。

本发明所采用的技术方案是：一种基于脑磁图的时空域双子空间投影的去干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：计算信号空间域内外子空间的投影矩阵P；

步骤2：利用投影矩阵P将原始采样数据Y分解为信号空间域内部和外部两组数据集Y_in和Y_out；其中，脑活动产生的磁场数据仅存在于信号空间域内部，而干扰同时存在于内外两组数据中；

步骤3：求取Y_in和Y_out的交集作为干扰的投影矩阵，同时求取与投影矩阵P相互正交的投影矩阵作为真实脑活动产生磁场活动的投影矩阵；

步骤4：利用步骤3中获得的磁场活动投影矩阵对信号空间域内部的时域数据进行投影运算，去除与有用数据时域正交的干扰信息。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：针对现有技术无法有效解决植入式神经刺激发射器干扰的问题，本发明提出了一种通过融合采样物理结构与采样数据时域特征的方法，构建采样信号时域-空间域双子空间的基，构建一个完整基于DSSP的用于去除干扰源产生的磁场强度大于脑活动产生场强所带来的不利影响。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图；

图2为本发明实施例的矩阵FF^T特征值图；

图3为本发明实施例的矩阵U^TV奇异值分解结果图。

(附图2、3在具体实施方式中均没有说明，请在对应位置补充上对附图2、3的说明)

具体实施方式