[发明专利]一种利用复数fMRI空间源相位识别空间差异的方法

权利要求书

1.一种利用复数fMRI空间源相位识别空间差异的方法，首先对复数fMRI数据进行空间ICA分离，选取感兴趣成分，然后进行相位校正和消噪，获得感兴趣成分的空间源相位，最后通过方差齐性分析和方差差异系数计算，识别SZs与HCs在空间源相位中的差异；其中SZs为精神分裂症患者组，HCs为健康对照组；其特征在于以下步骤：

第一步：输入多被试复数fMRI数据Q表示时间维的全脑扫描次数，V表示空间维的脑内体素数目，K表示被试数目；

第二步：对所有的单被试X^k进行PCA降维，记模型阶数为N，N≤Q，降维后单被试数据变为

第三步：采用复数EBM算法对所有降维后的单被试依次进行复数ICA分离，得到N个估计成分，利用SM先验信息从中提取感兴趣成分；对该步骤重复R次，采用平均和显著性检测相结合的best run选取方法，利用感兴趣成分的R次SM估计确定best run，即最好的一次ICA结果，提取best run中感兴趣成分的TC估计和SM估计

第四步：采用基于ICA所估计的时间过程成分进行相位角估计和校正的方法校正s^k，得到单被试s^k；

第五步：对所有的单被试s^k依次构建单被试二值化掩蔽b^k如下：

式中，和分别表示s^k中体素v的相位和幅值，Z_r为幅值阈值，是被试k的二值化掩蔽；

第六步：构建组掩蔽

其中，为多被试共有激活体素的组掩蔽，记M为中非零元素个数；

第七步：利用组掩蔽对K₁个SZs和K₂个HCs中所有的单被试s^k进行相位消噪，K＝K₁+K₂：

式中，表示Hadamard乘积，求取所有单被试中激活体素的相位和和为SZs和HCs中被试k的空间源相位；

第八步：构建K₁个SZs和K₂个HCs的体素级空间源相位向量和M为中非零元素个数；

第九步：对和进行方差齐性分析F-test，并用FDR校正p值，得到SZ-HC的方差差异图：

式中，var(·)表示向量的方差，p_ftest(·)表示F-test的p值，pr表示p值的阈值，为SZ-HC的方差差异图；

第十步：针对各个子脑区，记录具有显著差异的体素数目m_*，也就是中该子脑区非零体素的个数，并计算下式定义的方差差异系数

式中，和分别表示中子脑区含有正值和负值的体素个数，即

第十一步：选择具有显著SZ-HC差异的子脑区，即m_*＞m_r且m_r表示显著差异的体素数目阈值，q_r表示显著差异的方差差异系数阈值；

第十二步：输出SZ-HC的方差差异图显著子脑区及其方差差异系数

2.根据权利要求1所述的利用复数fMRI空间源相位识别空间差异的方法，其特征在于，取Z_r＝0.5，p_r＝0.05，m_r＝100，q_r＝0.75。