一种功能核磁共振时间序列匹配方法

摘要

本发明公开了一种功能核磁共振时间序列匹配方法，包括以下步骤：计算系数矩阵β的初始值；计算观测信号时间序列Y与设计时间序列X间的范式距离F_dist；随机获取新的记录点；计算新的范式距离F_dist；输出β，完成Y与X的β匹配。本发明在fMRI时间序列匹配中将时域信号经快速离散傅立叶模变换后得到频域序列，从而完全消除相位信息，以达到消除要匹配的fMRI时间序列间相位差的目的。本发明与当前相位校正的方法相比，更为简单，消耗的计算量少。本发明对离散傅里叶变换进行加权约束，以降低高频部分的影响，优先考虑了低频有效信号，更为明确地确定“最感兴趣频率”的位置，从而降低激活检验结果出现“伪阳性”体素的可能性。

主权项

一种功能核磁共振时间序列匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：A、计算系数矩阵β的初始值将广义线性模型GLM表述为如下形式：Y＝Xβ+ε……………(1)其中，Y为观测信号时间序列，X为设计时间序列，β为系数矩阵，ε为误差，则系数矩阵β的初始值的计算公式如下：β＝(X^TX)^‑1X^Ty………(2)式中y是Y的一个分量；B、计算观测信号时间序列Y与设计时间序列X间的范式距离F_dist:F_dist(Y,Xβ)＝norm(Y‑Xβ)*norm(|fft(Y)|‑|fft(Xβ)|*w)…..(3)其中，norm()表示二范数，fft()表示快速傅立叶变换，|·|表示取绝对值，w为权重向量，其j分量w(j)由下列公式计算：w(j)＝1/(e^‑ηj‑e^θj)………..(4)w＝w/max(w)…………(5)其中η为正向感兴趣频率常数，θ为负向感兴趣频率常数，它们共同通过公式(5)来确定“最感兴趣频率”的位置；C、设置初始值定义初始记录器b_old＝b_min＝β，设置ε＝0.1，Δ＝1，设置迭代计算器t＝0，s_j＝F_dist(y,x*β)，这里j＝1；D、设置随机方向正确次数记录器设置随机方向正确次数记录器k＝0；E、随机获取新的记录点更新步长Δ＝Δ/2，在当前记录器bold邻域内，从N^m(b_old,Δ)分布中随机获取新的记录点b_new，使得b_new满足(b_min‑b_old)*(b_new‑b_old)+ε>0；F、计算新的范式距离F_dists_new＝F_dist(y,x*b_new)…………(6)其中x是X的一个分量；G、如果s_new<s_j，则k增加1位；H、如果k>v*p，返回步骤D；这里v是采样数，p是0～0.5之间的随机数；I、更新s_j+1＝s_new；β_j+1＝b_min；j增加1位；J、转步骤D，迭代直到j到达迭代最大次数，所述的最大次数为90‑100次；K、输出β，完成Y与X的β匹配。