[发明专利]脑磁源强度定位方法

权利要求书

1.一种脑磁源强度定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)通过核磁共振仪对待测试人头部进行扫描，生成脑MR结构图像；通过脑磁仪在所述待测试人头部设置m个信号采集点，在时段a内连续采集k个时刻的信号，生成脑磁图MEG信号b，其中，MEG信号b以m×k维矩阵[b₁...b_i...b_k]表示，b_i为某一时刻的m×1维列向量，i为正整数，且1≤i≤k，将MR结构图像与MEG信号b的空间位置进行配准，得到真实几何头模型；

步骤2)将所述头模型上的大脑皮层设定为球模型，其上均匀分布有n个位置确定的等效磁偶极子，即n个脑磁源信号，进而确定引导场矩阵A；用源信号矩阵x表示在时段a内n个脑内源信号的强度随时间的变化，通过MEG信号b与源信号矩阵x的如下关系式计算出源信号矩阵x，

b＝Ax+e 1)

其中，x为n×k维矩阵[x₁...x_i...x_k]，x_i为某一时刻的n×1维源信号列向量，e为m×k维噪声信号矩阵，n远大于m；

步骤3)构造双参数正则化代价函数，使得求解所述代价函数得出的解矩阵x_opt在整个时段a内是所有解中全局能量最小，且在解矩阵x_opt中相邻两个源信号列向量的强度平滑变化，代价函数为：

其中，x_opt为n×k维矩阵，等式右边第一项表示MEG信号测量数据和估计数据的拟合项，第三项为时域平滑约束项，采用广义交叉验证方法自动选取正则化参数λ₁和λ₂；

步骤4)将求解式1)的脑磁逆问题转化为求解式2)的最小值问题，求解式2)得到解矩阵x_opt，x_opt中每一个元素表示某一时刻对应该位置处的源信号强度，将x_opt中每一列向量中n个元素匹配到大脑皮层n个精确位置上，即完成了任意时刻每个位置上脑磁源信号强度的定位。

2.如权利要求1所述的脑磁源强度定位方法，其特征在于，所述步骤1)中，脑磁仪采集到的数据经过去眼电、滤波以及基线校准后得到所述MEG信号b。

3.如权利要求2所述的脑磁源强度定位方法，其特征在于，所述步骤2)中，采用边界元或有限元方法结合所述头模型求解正问题获取m×n维的所述引导场矩阵A，其反映MEG信号b与源信号矩阵x的映射关系。

4.如权利要求1所述的脑磁源强度定位方法，其特征在于，所述脑磁仪设置有148个信号采集通道。

5.如权利要求1所述的脑磁源强度定位方法，其特征在于，所述步骤3)中，根据在a时段内第i+1时刻的源信号解向量x_i+1满足如下条件：x_i+1＝x_i+△η_i，△η_i→0，来构造所述时域平滑约束项，联合正则化参数λ₂将所述时域平滑约束项构造成

6.如权利要求5所述的脑磁源强度定位方法，其特征在于，所述步骤3)中，具体地，构造以下方程：

其中，GCV为广义交叉验证函数，k与m都为正整数，I_km为单位矩阵，为的逆矩阵，通过遗传算法求式3)的最小值来确定λ₁和λ₂，I_k和I为单位矩阵。

7.如权利要求6所述的脑磁源强度定位方法，其特征在于，还包括步骤5)，通过确定对应的单正则项的最优解和对应的单正则项的最优解在源信号矩阵中所占的比重求解式2)，从而得到x_opt。

8.如权利要求7所述的脑磁源强度定位方法，其特征在于，所述步骤5)中，先引用Kronecker积将式2)转化成如下形式：

其中：

Q₁＝I，Q₂＝L

求解λ_j对应的单正则项下的解：最后由以下方程得出所述解矩阵x_opt：

其中