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基于大脑运动控制的功能磁共振图像序列分析

作　者: 雷震
导　师: 胡德文
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 功能磁共振成像统计参数映射多窗口谱估计独立成分分析广义线性模型
分类号: TP391.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

脑功能成像的长期目标是发现隐含于人类认知和皮层信息处理等高级脑功能下的作用机理。目前已经有多种用来对功能磁共振成像数据进行统计分析的方法，如统计参数映射(SPM)、周期图法、多窗口谱估计法、独立成分分析(ICA)、相关系数法等等。本文在研究脑功能成像技术的基础上，着重探讨了多种统计分析方法在探测大脑皮层激活区中的应用研究中涉及到的一些问题。在这些问题中，统计参数映射技术和独立成分分析技术各有千秋。在实际分析的过程中得出两种技术的优缺点，并将两种技术融合起来，各取所长是一个难点。本文首先在对近百篇相关文献进行调研的基础上对脑功能光学成像技术作了综述，然后介绍了功能磁共振成像技术的基本理论。在论文的第四章分析了统计参数映射技术的原理和解析过程。第五章是统计参数映射技术的应用，使用SPM软件对一组fMRI数据进行了分析，并且探讨了SPM和ICA技术的融合问题。接着在第六章我们研究了包括周期图和多窗口谱估计在内的谱估计理论在求取大脑激活区中的应用。文章最后通过对各种成像方法的分析和比较，提出了改进和完善脑功能成像技术的建议，进而展望了脑功能成像技术今后的发展方向和目标。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-6
第一章绪论  6-9
  §1．1 课题背景  6-8
  §1．2 本文所要解决的问题  8
  §1．3 全文结构概述  8-9
第二章脑功能光学成像技术综述  9-22
  §2．1 现代脑功能成像技术的发展  9-10
  §2．2 常用的脑功能光学成像技术简介  10-20
  §2．3 选择快速记录脑活动的光学成像系统的方法  20-22
第三章功能磁共振成像（FMRI）技术  22-29
  §3．1 脑血流和BOLD效应  22-24
  §3．2 激活试验及激活区成像  24-25
  §3．3 大脑的高级功能  25-26
  §3．4 脑FMRI信号特征和灵敏度  26-27
  §3．5 脑FMRI实验设计应考虑的问题  27-29
第四章统计参数映射（SPM）原理及其解析过程  29-44
  §4．1 常用的脑功能图像解析法  31-32
  §4．2 图像间的空间位置校正  32-40
  §4．3 对于相同成像技术所获取的图像进行联合匹配  40-41
  §4．4 对于相同成像技术所获取的图像进行联合匹配  41-42
  §4．5 广义线性模型  42-44
第五章运动控制条件下FMRI的SPM分析及其与ICA的结合  44-52
  §5．1 运动控制条件下FMRI的SPM分析  44-48
  §5．2 SPM技术与ICA技术的融合  48-52
第六章谱估计理论及其在探测大脑激活区中的应用  52-60
  §6．1 实验方法和设计  52
  §6．2 控制-相关-频率法原理  52-56
  §6．3 多窗口谱估计原理及其应用  56-57
  §6．4 相关法的应用  57-58
  §6．5 讨论  58-60
第七章总结与展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-68
附录1：参考源代码  68-72
附录2：作者在攻读硕士学位期间所发表的论文  72

基于大脑运动控制的功能磁共振图像序列分析

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