[发明专利]表层生理噪声去除方法及系统

说明书

本申请提供了表层生理噪声去除方法及系统，涉及医疗技术领域，其中，该表层生理噪声去除方法包括：首先对采集到的各个通道的氧合血红蛋白浓度相对变化信号进行预处理，之后，分别使用复数域的莫萊小波对氧合血红蛋白浓度相对变化信号进行连续小波变换，并提取变换后的氧合血红蛋白浓度相对变化信号的相位角矩阵，然后将相位角矩阵进行相位展开，用高通滤波器和低通滤波器将相位角矩阵分为高频部分和低频部分，并采用自适应滤波方法对高频部分均进行自适应去噪，最后，将主通道的低频部分和去噪后的高频部分进行叠加，得到去除表层生理噪声后的主通道的相位角矩阵，由上述方法从脑氧信号中剔除表层生理干扰，从而获得更纯净的脑组织信号。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及表层生理噪声去除方法及系统。

背景技术

研究发现，人体组织中的血氧含量会随着人体代谢活动的变化而变化，血氧含量的变化会引起组织光学特性的变化，而某一特定波段的近红外光对这种变化敏感，因此，可以使用近红外光照射人体组织并检测出射光强，在入射光强已知和出射光强可测的情况下，根据Beer-Lambert定律，可以计算人体组织中血氧含量的变化情况，以此来实现对人体组织氧含量的无损实时检测，即近红外光谱技术NIRS(Near infrared spectroscopy)技术的原理。

针对上述过程，脑功能成像技术即功能性近红外光谱技术fNIRS(functionalityNear infrared spectroscopy)可用于检测人类脑皮层的功能活动。fNIRS技术基于神经血管耦合机制，通过检测脑组织中的血氧参数来间接得到脑组织的活跃程度，是一种血氧水平依赖的技术。采用fNIRS这种非侵入式的光学测量手段，在使用近红外光照射脑组织来获得脑氧信号的同时，脑氧信号中难免地会夹杂有头皮、颅骨等表层生理信号的影响，这些表层生理信号会对期望信号产生干扰。

综上，目前关于如何从脑氧信号中剔除表层生理干扰的影响以提取出更纯净的脑组织信号的问题，尚无有效的解决办法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了表层生理噪声去除方法及系统，通过自适应滤波方法对高频部分进行自适应去噪，之后与主通道的低频部分进行叠加等，有效剔除了脑氧信号中的表层生理干扰。

第一方面，本发明实施例提供了表层生理噪声去除方法，包括：对采集到的各个通道的氧合血红蛋白浓度相对变化信号进行预处理，预处理包括对氧合血红蛋白浓度相对变化信号进行运动伪迹矫正和数据平滑处理，其中，各个通道包括主通道和辅助通道；

分别使用复数域的莫萊小波对氧合血红蛋白浓度相对变化信号进行连续小波变换，并提取变换后的氧合血红蛋白浓度相对变化信号的相位角矩阵；

将相位角矩阵进行相位展开，且，分别使用高通滤波器和低通滤波器将展开后的相位角矩阵分为高频部分和低频部分；

采用自适应滤波方法对主通道和辅助通道的高频部分均进行自适应去噪；

将主通道的低频部分和去噪后的高频部分进行叠加，得到去除表层生理噪声后的主通道的相位角矩阵。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，方法还包括：

将近红外光源探头和传感器探头均放置在人体的头部，通过近红外光源探头向头部的脑组织发射发射近红外光线，且，利用传感器探头中的传感器获取近红外光线反射回来的光强信息；

根据Beer-Lambert定律将光强信息计算为氧合血红蛋白浓度相对变化信号。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，方法还包括：

近红外光源探头和传感器探头一一组合形成通道，其中，近红外光源探头和传感器探头的个数均为多个；