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《浙江大学》 2005年
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基于非线性优化及独立分量分析的脑电源定位研究

邹凌  
【摘要】:脑电逆问题是从给定头皮脑电位的分布推算脑电活动的源,等效电流偶极子源定位问题是脑电逆问题研究领域中的一个重要方面。本文选用简化的同心三层球模型及经典的同心三层球模型,基于瞬时脑电数据和时空脑电数据,采用非线性优化方法和信号处理中新近发展的独立分量分析方法,对偶极子源定位问题进行了探讨。 论文基于瞬时的脑电数据,选用Mosher等人1999年提出的有利于逆问题计算的简化同心三层球模型,讨论了基于阻尼最小二乘算法、单纯形算法等非线性局域优化方法的脑电偶极子定位问题。在己知源数目的条件下,分析了源定位误差与噪声水平的关系;在源数目未能确定时,讨论了反演模型中源数目与实际源数目不一致的情况,并给出了相应的判别准则。同时,将全局优化方法中的遗传算法应用在源定位问题并同局域算法做了比较。 对于时空脑电数据和经典的同心三层球模型,论文引入结合局域优化算法与遗传算法的混合遗传算法,将其应用于脑电源定位,并与单纯形算法、遗传算法做了仿真比较,获得了较满意的结果。论文还给出了混合遗传算法作用下合理源定位结果可以接受的噪声水平。 论文将基于独立分量分析的拟牛顿算法用于脑电多偶极子源定位,研究了在高噪声临床环境时,该法在偶极子多源定位问题上的运行性能。由于该法是对多个源分别定位,所以和单偶极子的定位结果一样稳定,但降低了搜索的复杂性。为进一步检验该法从噪声污染的头皮脑电数据中定位多偶极子源的有效性,论文进行了不同采样点数下的仿真实验。 在源的统计独立性假设条件满足的情况下,将独立分量分析算法应用到仿真头皮脑电数据时要确定电极数目与要分析的采样数据点的合适比率,论文比较了不同采样频率下的合适比率值,发现采样频率是影响这个比率值的重要因素。 由于在真实脑电实验的测量数据中,干扰往往是空间相关的,故应选用空间相关的有色噪声来模拟真实噪声。本文采用线性约束最小方差方法设计出空间滤波器,然后用道间统计独立的白噪声去激励此空间滤波器,得到空间相关的有色噪声矩阵,并同附加了高斯白噪的情况进行了比较。目前的研究表明基于独立分量分析的多偶极子源定位方法在处理低信噪比数据方面具有突出的优越性,这种可应用于多个独立神经源定位的方法将会在源定位及神经科学研究领域中发挥重要的作用。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP399

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【引证文献】
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2 张琳;癫痫活动中的探测方法和应用研究[D];电子科技大学;2008年
3 许宇翔;基于fMRI简单数字计算的有效连接性研究[D];电子科技大学;2010年
4 王向丽;基于有限元对脑内神经元电活动研究[D];郑州大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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10 张军鹏;尧德中;崔园;;一种分析相关脑电活动的新方法[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(上册)[C];2007年
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1 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 王伟;铁路网抗毁性分析与研究[D];北京交通大学;2011年
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9 吴敏;基于稀疏表示模型的EEG信号棘波自动检测技术与应用系统研究[D];南京理工大学;2010年
10 缪鹍;公(铁)工程三维选线的群智能算法研究[D];中南大学;2011年
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4 盛桂颖;二次规划的若干算法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
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9 刘涛;电力系统小干扰稳定分析中特征值灵敏度的算法及其应用研究[D];中国电力科学研究院;2010年
10 卢朝阳;基于混合用户出行行为的城市拥挤收费模型研究[D];北京交通大学;2010年
【同被引文献】
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1 吴清;脑电信号源数值解法的研究[D];河北工业大学;2001年
2 张迎春;有限元素法在三维各向异性脑电正问题及皮层成像技术中的应用[D];浙江大学;2005年
3 霍小林;脑磁源定位技术研究[D];浙江大学;2001年
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1 刘波;脑电场模型研究及实现[D];国防科学技术大学;2003年
2 王喆;应用电场数值计算方法研究三维异常神经电活动正问题[D];河北工业大学;2006年
3 邱丽君;非主动空间注意问题的脑电研究[D];电子科技大学;2006年
4 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
5 刘玲;基于向量自回归方法的股票价格与宏观经济变量关系研究[D];湖南大学;2006年
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7 张磊;基于非线性维数约减的优化算法在脑电问题中的应用[D];河北工业大学;2007年
8 牛国毅;大脑神经元电活动数值解法的研究[D];天津大学;2007年
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【二级引证文献】
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1 梅育嘉;动脉粥样硬化性血栓性脑梗死患者平均血小板体积相关因素研究[D];广西医科大学;2012年
【二级参考文献】
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【相似文献】
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5 吕百达,张彬,罗时荣;激光光学中的逆问题[J];激光技术;2001年03期
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1 朱誉环;万柏坤;;基于想象动作电位的的脑电鼠标设计[A];天津市生物医学工程学会第29届学术年会暨首届生物医学工程前沿科学研讨会论文集[C];2009年
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3 张福波;王艺明;;原发性失眠患者的脑电非线性分析初步观察[A];贵州省医学会第八届神经病学年会论文集[C];2010年
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6 蒋重清;刘颖;杨丽珠;;英语负性情绪词汇情绪意义习得弱化现象及脑电机制[A];第十二届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2009年
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8 高迎霄;;名字认知过程中性别差异的事件相关电位研究[A];中国生理学会第23届全国会员代表大会暨生理学学术大会论文摘要文集[C];2010年
9 张祥伟;;大区域地下水模拟的理论和方法[A];中国水利学会首届青年科技论坛论文集[C];2003年
10 张军鹏;尧德中;崔园;;一种分析相关脑电活动的新方法[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(上册)[C];2007年
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5 本报记者 王馨娜;如家快捷:舍我其谁?[N];国际商报;2004年
6 记者 华淑蕊;莽卡乡因地制宜种好“四块田”[N];长春日报;2006年
7 卜立平 姜明;小巧胃肠镜无痛再造一张“嘴”[N];健康报;2007年
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9 李珍华;华电能源 均线支撑[N];证券时报;2007年
10 林晨李阳丹;中煤能源定位特大型综合能源企业[N];中国证券报;2008年
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10 李卫兵;基于统计最优和波叠加方法的近场声全息技术研究[D];合肥工业大学;2006年
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1 孔繁昊;脑电数据处理软件中关键算法的实现[D];电子科技大学;2012年
2 王向丽;基于有限元对脑内神经元电活动研究[D];郑州大学;2012年
3 安燕;不同项目优秀运动员运动表象过程中的脑电变化特点研究[D];华东师范大学;2010年
4 蒲贤洁;基于脑电的神经反馈技术及应用研究[D];电子科技大学;2011年
5 李璜玮;脑电逆问题研究:状态空间理论[D];浙江大学;2008年
6 柯莎;脑电非线性分析在意识障碍程度监测中的应用[D];川北医学院;2010年
7 张国臣;基于ARM的脑电测量电路的研究[D];燕山大学;2011年
8 宋影;音乐刺激对脑电动力学的影响[D];燕山大学;2011年
9 方鑫;状态空间法求解脑电静动态逆问题[D];浙江大学;2011年
10 邓少康;遗传算法在解决结构静动力逆问题中的应用[D];西北工业大学;2002年
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