[发明专利]一种面向多源激活检测的声电神经成像系统

权利要求书

1.一种面向多源激活检测的声电神经成像系统，包括聚焦超声发射与扫描模块、多通道信号采集模块、多源特征提取模块、多源解调重建模块、多源频率识别模块和多源幅值识别模块；其中，

聚焦超声发射与扫描模块，用于发射聚焦超声，为超声换能器设置超声振荡频率、脉冲重复频率、激励脉冲强度参数；用于聚焦超声的三维扫描，通过步进电机实现超声换能器上下、左右、前后的三维移动；

多通道声电采集模块，用于在聚焦超声发射与扫描模块扫描多源激活脑区的同时采集多源声电信号；多源特征提取模块，用于对采集到多源声电信号通过希尔伯特变换对有效频段的声电信号进行变换，使多源声电信号转换为包含源信号频率、幅值特征的多源超声调制信号；

多源解调重建模块，用于对多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]进行解调，得到各扫描位置处的解调信号，求取解调信号的均值作为各扫描位置处的源重建像素值，由于扫描位置已知，则获得具有空间位置信息的二维像素值分布，经像素值归一化、二维三次插值重建多源激活成像，反映多源激活的电流源分布；多源频率检测模块，用于采用相关分析统计分析变量间相互关系，对多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]进行频率模式识别，检测多源声电频率；

多源幅值检测模块：用于对多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]的幅值，采用线性判别式分析使同一类别的样本聚集在一起，不同类别的样本尽量分开，对幅值特征进行检测；

多源超声调制信号具体为：聚焦超声波作用于有效焦域使电阻率变化Δσ，由此使得测量电极处声电耦合后的脑电信号也随之改变，设有n个激活源信号组成多源矩阵[V_s1 V_s2… V_sn]，其频率为[ω_s1 ω_s2 … ω_sn]，幅值为[A_s1 A_s2 … A_sn]，聚焦超声信号为V_US，聚焦超声扫描包含n个激活源的脑区，由多通道声电采集模块得到对应扫描位置的n个多源超声调制信号为[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]，多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]由聚焦超声与对应扫描位置处的激活源信号相互作用形成，具有聚焦超声波焦点空间位置信息，满足如下关系：

对于多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]其中一个激活源的超声调制信号V_AE，频率检测采用下式：

其中，v是多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]，V是一个激活源的超声调制信号V_AE的特征向量矩阵；u是由多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]构造的模板的特征向量，U是由多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]构造的模板的特征向量矩阵；W_v和W_u是分别代表一个激活源的超声调制信号V_AE和多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]构造的模板的投影矢量，这一组矢量可以使特征向量v和u之间的相关系数达到最大，其中v＝V^TW_v，u＝U^TW_u；对W_v和W_u求得最大的ρ，即是得到最大的相关系数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，对幅值特征进行检测原理采用下式：

y＝ω^Tv

其中，v是多源超声调制信号[V_AE1 V_AE2 … V_AEn]，ω^T是求解得到的权重系数，y是幅值特征检测结果。