基于约束优化的脑功能核磁共振时间序列分析方法

摘要

本发明涉及核磁共振技术领域的基于约束优化的脑功能核磁共振时间序列分析方法，包括：步骤1：获取功能磁共振时间序列；步骤2：估计单个象素的血液动力学函数，对步骤1中获得的时间序列进行逆卷积运算；步骤3：估计不同刺激的血液动力学函数，根据步骤2中估计出的单个象素的血液动力学函数运用最优化方法；步骤4：统计假设检验，逐一对各象素进行统计假设检验。用于医学临床中的手术前的脑功能定位、脑疾病的诊断和愈后评估、脑科学研究中的脑功能区定位以及脑功能区的功能连接分析。

主权项

1.一种基于约束优化的脑功能核磁共振时间序列分析方法，其特征在于包括估计单个象素的血液动力学函数、估计不同刺激的血液动力学函数和统计假设检验三个基本步骤：1)估计单个象素的血液动力学函数：在血液动力学变化过程是一个线性系统的假设下利用逆卷积技术，通过最小二乘方法，估计出每个象素对应的血液动力学函数；2)估计不同刺激的血液动力学函数：基于血液动力学以及约束最优化方法的基本框架 $\underset{H_j}{\min }{\left|\right|\hat{Z}-\underset{j=1}{\overset{J}{\Sigma }}{H}_j\otimes f_j\left|\right|}_2^2$ $s.t.H_j\in N(h,ϵ)$(1)其中，H_j是第j个刺激的血液动力学函数，J是刺激的总个数，是去卷积后的时间序列，N(h，ε)代表h的邻域，h是步骤1中求得的单个象素的血液动力学函数；3)统计假设检验：为了确定某个象素是否激活，进行统计假设检验，零假设：备择假设：在零假设下，统计量F服从F(d_B-d_F，d_F)分布，并且较大的F表示相应象素激活的可能性越大。