[发明专利]对静息态复数fMRI数据进行ICA后处理消噪的相位精确范围检测方法

摘要

本发明公开了一种对静息态复数fMRI数据进行ICA后处理消噪的相位精确范围检测方法，属于生物医学信号处理领域。对于某一待消噪SM成分，在区间(0,π/2]范围内，采用等间距相位扫描方法，得到K个待检测的有效体素相位范围根据待消噪SM成分的先验信息，构建其参考SM幅值；通过最大化相位消噪SM成分幅值与参考SM幅值之间的相关系数，求解最终的有效体素精确相位范围本发明保障了在ICA中利用完备的静息态复数fMRI数据，大大提升了SM成分所包含的脑功能信息，例如，利用本发明所检测相位范围消噪后的默认网络成分，其所包含的有效体素数是仅仅利用幅值fMRI数据进行ICA的6倍。因此，本发明能为脑功能研究和脑疾病诊断提供更好的技术支持。

主权项

1.一种对静息态复数fMRI数据进行ICA后处理消噪的相位精确范围检测方法，对于某一ICA分离的含噪SM成分，根据其先验信息构建该SM成分的参考SM幅值；设有效体素的精确相位范围为在区间(0,π/2]范围内等间距地取K个值，记为k＝1,...,K，得到K个待检测的有效体素相位范围对于每个利用对SM成分进行相位消噪，计算消噪SM成分幅值与参考SM幅值之间的相关系数c_k，k＝1,...,K；在获得的K个相关系数中，找到最大相关系数c_kmax对应的则此时的即为检测出的有效体素精确相位范围其特征在于以下步骤：第一步，输入某一个由静息态复数fMRI数据经过ICA分离得到的含噪SM成分s′_i,1≤i≤N，N为ICA分离的独立成分个数；第二步，对s′_i进行相位校正，得到无相位模糊的SM成分s_i；第三步，计算s_i的相位图像s_i,phase，令s_i,phase(l)表示s_i第l个体素的相位值，l＝1,...,L，L为脑内体素总数，s_i,phase(l)的取值范围为(‑π,π]；第四步，根据s′_i的先验信息，构建与s′_i最为相关的参考SM，仅包含幅值数据，记为s′_i,ref；构建方法为：利用WFU_PickAtlas软件生成参考SM幅值；第五步，设定K值，并令k＝1；第六步，令所对应的相位范围为[‑kπ/2K,kπ/2K]；第七步，构建s_i相位消噪的二进制mask：第八步，用对s_i进行相位消噪，得到消噪后的SM成分其中“·”表示点乘；第九步，计算的幅值与参考SM幅值s′_i,ref的相关系数c_k：其中“corr”表示相关运算，“|·|”表示取模值；第十步，判断k是否小于K，若是，则k＝k+1，并跳转到第六步；若否，则跳转到第十一步；第十一步，寻找K个相关系数c_k的最大值c_kmax，k＝1,...,K，获得c_kmax对应的则该所确定的相位范围即为用于s_i消噪的有效体素精确相位范围第十二步，利用第七步和第八步，重新求得利用精确相位范围消噪后的SM成分第十三步，去掉所有体素中幅值小于0.5的体素，输出最终消噪的SM成分