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《大连理工大学》 2006年
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独立成分分析及其在脑功能磁共振成像中的应用

张伟伟  
【摘要】:用功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术来研究脑的功能,仪器记录的只是脑皮层不同位置的活动,这些活动是脑的深层活动所产生的各种信号的迭加,这些独立的源信号反映了脑的实际的活动情况。把这些独立的源信号分离出来可以获得真正意义的生理信号,从而有助于了解大脑的活动情况,进而为解决实际问题服务。而独立成分分析(independent component analysis,ICA)就是解决这类问题的一种有效的方法。本文围绕利用独立成分分析处理脑功能磁共振成像数据做了以下工作: 1.采用一种新的ICA算法(new fixed-point,NewFP)来处理fMRI数据,并且利用信息论的方法AIC(Akaike's information criterion)或MDL(minimum description length)估计源信号的个数,用主成分分析(principal component analysis,PCA)对数据进行降维,通过这样的处理,有效地估计了源信号的个数,滤去了大量的冗余信号,大大提高了计算速度。将NewFP算法及FastICA算法用于处理实际的fMRI信号,比较发现,NewFP算法在估计激活的时间动力学准确性上优于FastICA算法。 2.由于在实际实验当中,通常需要的是数据处理的统计的结果,文章中介绍并分析了目前国际上比较流行的三种用ICA来处理多个被试的fMRI数据的方法——groupindependent component analysis(Group ICA),这对于处理大型的功能磁共振成像数据非常必要。 3.利用NewFP算法结合比较有效的一种Group ICA的方法对成组的fMRI数据进行处理,统计结果进一步表明NewFP算法的准确性,并且结果表明利用这种Group ICA的方法处理多个被试的fMRI数据不仅可以减少计算量,提高计算速度,而且可以保证结果的准确性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:R318

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘兆健;王惠南;卢光明;张志强;许新梅;;fMRI颞叶癫痫默认模式网络的研究[J];上海生物医学工程;2007年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 乔晓燕;基于fMRI的图像情感分析方法研究[D];太原理工大学;2011年
2 赖奕文;神经经济学“虚假确定效应”脑功能分析方法研究[D];电子科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范丽伟,唐焕文,唐一源;独立成分分析应用于fMRI数据研究[J];大连理工大学学报;2003年04期
2 汪军;基于高阶谱的信号盲分离[J];东南大学学报(自然科学版);1996年05期
3 朱孝龙,保铮,张贤达;基于分阶段学习的盲信号分离[J];中国科学E辑:技术科学;2002年05期
4 刘琚,梅良模,何振亚;一种盲信号分离的信息理论方法[J];山东大学学报(自然科学版);1998年04期
5 何振亚,杨绿溪,鲁子奕;非线性Infomax自组织算法的盲源分离机理[J];数据采集与处理;1998年04期
6 钟明军,唐焕文,唐一源;空间独立成分分析实现fMRI信号的盲源分离[J];生物物理学报;2003年01期
7 武振华,史振威,唐焕文,唐一源;新的独立成分分析算法实现功能磁共振成像信号的盲分离[J];生物物理学报;2004年03期
8 刘琚,鲁子奕,何振亚,梅良模;基于信息理论准则的盲源分离方法[J];应用科学学报;1999年02期
9 吴小培,詹长安,周荷琴,冯焕清;采用独立分量分析方法消除信号中的工频干扰[J];中国科学技术大学学报;2000年06期
10 冯大政,保铮,张贤达;信号盲分离问题多阶段分解算法[J];自然科学进展;2002年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张天骐;李雪松;夏淑芳;侯瑞玲;;梯度自适应在线ICA的改进[J];北京邮电大学学报;2010年05期
2 刘祥平;王建明;;改进ICA去噪方法在瞬变电磁信号处理中的应用[J];北京师范大学学报(自然科学版);2011年01期
3 冯宪高;万江飞;郭晓疆;刘清坤;李维平;;基于盲源分离的超声信号去噪的仿真研究[J];传感器与微系统;2006年07期
4 邓可;蒋祥林;;基于独立分量分析的胃动力信号检测[J];传感器与微系统;2010年06期
5 杜钊;李宏伟;张建忠;;L-DACS中的信号分离算法的研究[J];传感器与微系统;2012年06期
6 张娅琳;章晋龙;;一种基于罚函数的盲分离算法[J];长江大学学报(自科版)理工卷;2006年02期
7 胡津津;;基于信息极大化的ICA混合语音信号盲分离算法的研究[J];池州学院学报;2011年03期
8 陈红艳;李磊民;;基于ICA的极化SAR图像相干斑抑制[J];电子科技大学学报;2006年04期
9 唐焕文;张伟伟;史振威;潘丽丽;唐一源;;新的ICA算法实现成组fMRI信号盲分离[J];大连理工大学学报;2007年05期
10 贾崟;武俊义;;基于多层非负矩阵分解的工频干扰消除[J];电力科学与工程;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 高鹰;谢胜利;姚振坚;;一种新的基于广义特征值分解的盲信号分离算法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
2 何振亚;;盲信号处理及其神经计算[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
3 闫芬;于庆宝;冯士刚;唐一源;;预言fMRI血氧水平依赖响应的信息处理模型[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集(第2卷)[C];2005年
4 马守科;何选森;;一种改进的变步长在线盲分离算法[A];2006通信理论与技术新进展——第十一届全国青年通信学术会议论文集[C];2006年
5 李明明;周可法;;基于独立成分法的遥感蚀变信息提取研究——以新疆包古图矿区为例[A];中国遥感应用协会2010年会暨区域遥感发展与产业高层论坛论文集[C];2010年
6 金涛;阙沛文;;ICA的发展及其在信号处理领域的应用[A];全国第十五届计算机科学与技术应用学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 米建勋;带参考信号的独立分量分析理论及其应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 张海龙;110~220kV XLPE电缆绝缘在线检测技术研究[D];武汉大学;2009年
4 李灯熬;基于循环平衡理论的盲源分离算法[D];太原理工大学;2010年
5 高伟;基于独立变量分析的盲反褶积研究[D];中国海洋大学;2011年
6 文振华;基于静电感应的航空发动机气路监测技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 陈雷;基于群智能优化方法的盲信号分离算法研究[D];天津大学;2011年
8 李耀华;静电感应技术在航空发动机气路状态监测上的应用研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 刘佳;单通道盲源分离及其在水声信号处理中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 赵春晖;多时段间歇过程统计建模、在线监测及质量预报[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐先广;旋转机械故障监测与诊断技术[D];昆明理工大学;2010年
2 陈桂宏;基于独立分量分析和小波变换的钢丝绳缺陷信号提取[D];中南林业科技大学;2009年
3 赵峰;独立成分分析改进算法与仿真研究[D];大连交通大学;2010年
4 于欣欣;交流电机变频调速系统振动信号的盲源分离[D];大连交通大学;2010年
5 黄婷;盲信号分离fast-ICA算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 刘卫菠;通信信号盲源分离的高效算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 磨莉;基于神经网络的盲信号分离的研究与应用[D];西安工业大学;2011年
8 马庆伦;基于互信息量最小化的循环平稳信号盲源分离算法[D];太原理工大学;2011年
9 郭璘婕;基于过采样和时频分析的盲源分离算法[D];太原理工大学;2011年
10 朱连云;独立成分分析在fMRI数据处理中的应用[D];浙江大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵坤媛;王滨;龙金凤;李丽新;沈晓君;;珠心算儿童在额顶叶激活的fMRI研究[J];国际医学放射学杂志;2010年06期
2 孙国仁;;神经经济学:一种新的经济决策理论模型[J];国外社会科学;2008年01期
3 相洁;陈俊杰;;基于SVM的fMRI数据分类:一种解码思维的方法[J];计算机研究与发展;2010年02期
4 董奇,陶沙;论脑的多层面研究及其对教育的启示[J];教育研究;1999年10期
5 陈玲玲;唐五湘;周飞跃;;决策论数学模型在共性技术立项决策中的应用[J];科技进步与对策;2009年19期
6 邸新;饶恒毅;;人脑功能连通性研究进展[J];生物化学与生物物理进展;2007年01期
7 陈华富,尧德中,周可,周天罡,卓彦,陈霖;一种基于独立成分分析的功能磁共振数据处理方法[J];生物医学工程学杂志;2002年01期
8 张伟伟;史振威;唐焕文;唐一源;;新的独立成分分析算法结合主成分分析实现fMRI信号的盲分离[J];生物医学工程学杂志;2007年02期
9 张艳;陈春晓;卢光明;张志强;于海燕;黄伟;陈志立;钟元;;基于DCM的减法运算脑功能效应连通性方法研究[J];生物医学工程学杂志;2009年05期
10 谢晟,肖江喜,蒋学祥;正常老年人视空间任务的fMRI研究[J];实用放射学杂志;2003年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 曾翎;功能磁共振成像数据处理方法与应用研究[D];电子科技大学;2008年
2 相洁;启发式问题解决认知神经机制及fMRI数据分析方法研究[D];太原理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 杨兰;基于模型的BOLD fMRI神经动力学分析[D];电子科技大学;2004年
2 袁宏;fMRI数据分析方法研究[D];电子科技大学;2005年
3 宋其毅;基于特征分解的磁共振信号处理方法研究[D];电子科技大学;2006年
4 肖柯;基于CCA的fMRI时空模型数据处理方法的研究[D];四川大学;2006年
5 周卉芬;功能磁共振数据处理方法研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 黄海莹;基于fMRI的脑功能探测研究[D];电子科技大学;2008年
7 刘兆健;基于独立成分分析的脑默认模式网络功能磁共振成像研究[D];南京航空航天大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 成文莲;钱志余;张志强;陈志立;钟元;谭启富;卢光明;;基于ReHo方法的颞叶癫痫功能磁共振成像研究[J];生物物理学报;2008年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 崔传玉;癫痫伴慢波睡眠期持续棘慢波患儿的认知功能研究[D];遵义医学院;2011年
2 张成周;特发性全身性癫痫静息态fMRI功能连接研究[D];天津医科大学;2010年
3 闫芳芳;基于fMRI的脑运动功能区与年龄相关性的研究[D];南京师范大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 范丽伟,唐焕文,唐一源;独立成分分析应用于fMRI数据研究[J];大连理工大学学报;2003年04期
2 杨绿溪,何振亚,鲁子奕;线性Infomax自组织算法的性能分析[J];数据采集与处理;1998年04期
3 钟明军,唐焕文,唐一源;空间独立成分分析实现fMRI信号的盲源分离[J];生物物理学报;2003年01期
4 唐一源,张武田,马林,翁旭初,李德军,何华,贾富仓;默读汉字词的脑功能偏侧化成像研究[J];心理学报;2002年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于海燕;钱志余;卢光明;张志强;;基于功能磁共振成像(fMRI)的脑功能逻辑任务功能区BOLD信号研究[J];生物医学工程学杂志;2009年06期
2 刘加成;白净;;基于信号特征的功能磁共振成像数据分析方法[J];国际生物医学工程杂志;2006年01期
3 赵小杰;龙志颖;郭小娟;姚力;;阿尔茨海默氏症研究中的磁共振成像数据分析[J];软件学报;2009年05期
4 武振华;唐焕文;唐一;;ROC分析及其在fMRI信号中的一个应用[J];生物医学工程学杂志;2007年01期
5 许新梅;王惠南;黄伟;;基于独立成分分析和时间相关分析的脑功能连通研究方法[英文][J];中国医学物理学杂志;2008年01期
6 许新梅;王惠南;黄伟;;基于独立成分分析和互相关分析的脑功能连接研究[J];中国医疗器械信息;2008年01期
7 吴飞;苏敏;肖柯;;基于区域增长的ICA算法在fMRI数据处理上的应用探讨[J];第四军医大学学报;2006年11期
8 钟元;王惠南;卢光明;郑罡;张志强;刘一军;;基于时间聚类分析和独立成分分析的癫痫fMRI盲分析方法[J];生物物理学报;2008年03期
9 魏守水;黄青华;王鹏;;一种独立成分分析的鲁棒算法及其在脑磁图数据分析中的应用[J];生物医学工程学杂志;2006年03期
10 武振华,唐焕文,唐一源,潘丽丽;独立成分分析在生物医学信号处理中的应用[J];国外医学.生物医学工程分册;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖惠玲;曾翎;黄海莹;张琳;王昱清;杨勤;陈华富;;支持向量机探测脑功能活动[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(下册)[C];2007年
2 张志强;卢光明;王世杰;郑玲;;快速独立成分分析(FCA)的静息功能磁共振成像对癫痫定位的研究[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(下册)[C];2006年
3 李明明;周可法;;基于独立成分法的遥感蚀变信息提取研究——以新疆包古图矿区为例[A];中国遥感应用协会2010年会暨区域遥感发展与产业高层论坛论文集[C];2010年
4 吴军发;吴毅;胡永善;姜鹭春;刘树永;刘含秋;;脑卒中后偏瘫侧膝关节屈伸的脑功能磁共振成像研究[A];中国康复医学会运动疗法分会第十一届全国康复学术大会学术会议论文摘要汇编[C];2011年
5 梁莺;黄魏宁;陈敏;周妮娜;龚霞;;嗅觉中枢的功能磁共振成像研究[A];中华医学会第十次全国耳鼻咽喉-头颈外科学术会议论文汇编(上)[C];2007年
6 陈伟福;冯国灿;;局部光滑主成分分析[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
7 陈明星;缪柏其;靳韬;;利率影响因素的主成分分析与因子分析[A];中国现场统计研究会第12届学术年会论文集[C];2005年
8 胡汪洋;景玎;冯民;于宏民;;沈阳市自然资源评价研究[A];科学发展与社会责任(B卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
9 农吉夫;金龙;;均生函数与人工神经网络相结合的降水预报模型研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 刘军;刘进;张明;鱼博浪;;功能磁共振成像对缺血性脑卒中的影像学研究[A];首届全国功能神经影像学和神经信息学研讨会论文汇编[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 叶东云;统计主成分分析的应用问题[N];延安日报;2009年
2 王新亮 王娟;今年上半年股价涨幅前20上市公司绩效分析(上)[N];财会信报;2007年
3 实习生 葛飞记者 王春;“中国造”核磁共振用于临床[N];科技日报;2007年
4 姜澎;“中国造”核磁共振投入使用[N];文汇报;2007年
5 段佳;卡通片对儿童更“刺激”[N];大众科技报;2007年
6 ;城市投资环境评价指标体系及研究方法[N];中国信息报;2006年
7 赵风;揭开大脑“顿悟”之谜[N];中国医药报;2004年
8 王骏;MRI技术这样变迁[N];医药经济报;2004年
9 湘财证券研究所 汪先珍;三季“多云”四季“晴” 长债当歌短债吟[N];中国证券报;2010年
10 实习记者 魏帆;扩散张量成像可检测诊断脊髓疾病[N];中国医药报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈华富;磁共振响应信号的模型与脑功能定位的磁共振方法研究[D];电子科技大学;2004年
2 史振威;独立成分分析的若干算法及其应用研究[D];大连理工大学;2005年
3 姚焕玫;基于GIS技术的湖泊水质污染综合评价的研究[D];武汉大学;2005年
4 刘凯;提升西安城市竞争力的系统研究[D];西北工业大学;2007年
5 张旭明;产业集群持续成长因素分析与实证研究[D];吉林大学;2008年
6 尹春丽;昌黎原产地葡萄酒三维荧光光谱及电子舌特征研究[D];西北农林科技大学;2008年
7 王志阳;约束独立成分分析及其在滚动轴承故障诊断中的应用[D];上海交通大学;2011年
8 郭振华;面向统计过程控制的成分提取技术研究与应用[D];华中科技大学;2005年
9 徐琼;基于技术效率的区域经济竞争力提升研究[D];浙江大学;2006年
10 吴艳;上海市知识服务业发展研究[D];复旦大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴飞;基于区域增长的ICA算法在fMRI数据处理上的研究应用[D];四川大学;2006年
2 张伟伟;独立成分分析及其在脑功能磁共振成像中的应用[D];大连理工大学;2006年
3 刘兆健;基于独立成分分析的脑默认模式网络功能磁共振成像研究[D];南京航空航天大学;2007年
4 张小燕;基于ICA的光谱估计方法研究[D];云南师范大学;2006年
5 李志勇;基于成分分析增量学习算法的人脸识别研究[D];浙江师范大学;2008年
6 马建;基于独立成分分析的说话人识别技术研究[D];电子科技大学;2005年
7 罗竞佳;基于PCA/ICA的多数据流关联及模式发现[D];大连理工大学;2009年
8 武振华;独立成分分析及其在脑高级功能研究中的应用[D];大连理工大学;2004年
9 王宁;基于统计方法的虹膜特征表示的研究[D];吉林大学;2006年
10 郭瑞;基于统计方法的人脸识别算法研究与性能评估[D];国防科学技术大学;2003年
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