基于近紅外光譜法的駕駛員腦功能連接及振動響應分析.pdf

1、在關于職業(yè)駕駛員腦中風發(fā)病率的統(tǒng)計研究中，發(fā)現(xiàn)專職駕駛員發(fā)生腦中風的危險性較高，其中客車駕駛員高于貨車駕駛員，并且城市公交車駕駛員發(fā)生腦中風的危險性最高。由于職業(yè)駕駛員具有工作時間長，注意力集中，精神壓力大的特點，并且在駕駛過程中受到溫度，噪聲，汽車振動等多方面的影響，因此在駕駛過程中發(fā)生突發(fā)性腦中風等腦功能疾病的情況愈發(fā)常見。
　　本文目的是首先利用近紅外光譜檢測手段，建立一種分析腦功能連接的評估方法，進而分析汽車振動因素對駕駛

2、員腦功能連接的影響，確定對駕駛員腦功能連接影響較為嚴重的振動頻率。從主動安全角度出發(fā)，將駕駛員腦功能連接特性作為新的評價指標，預防并提前發(fā)現(xiàn)駕駛員發(fā)生突發(fā)性腦中風的征兆，最終避免振動因素引起駕駛員突發(fā)性腦中風而導致的重大交通事故。
　　在腦功能檢測方面，本文利用近紅外光譜儀器的特點，檢測腦組織內氧合血紅蛋白信號。該信號具有自發(fā)性振動的特性，其特征頻率可代表相應功能特點，本文利用連續(xù)小波變換方法，對信號進行時頻變換，分析0.005-

3、2 Hz頻率范圍內特點，并分為六段頻率間隔:Ⅰ，0.6-2 Hz、Ⅱ，0.145-0.6 Hz、Ⅲ，0.052-0.145 Hz、Ⅳ,0.021-0.052 Hz、Ⅴ，0.0095-0.021 Hz、Ⅵ，0.005-0.0095 Hz。在腦功能連接問題的分析方面，由于大腦前額葉區(qū)域在認知、記憶等方面起到控制作用，本文針對左、右前額葉氧合血紅蛋白信號進行腦功能連接分析。運用小波相干和相位相干方法，對這兩組信號由時間序列轉換為特征頻率范圍，

4、并在能量和時間的相干性上做出分析，可由此確定腦功能連接的檢測和分析方法。
　　在確定了腦功能連接的檢測方法后，本文進而通過實驗來驗證有效性。該實驗方式為:對13名腦中風患者和21名同年齡段健康人群進行15分鐘左、右前額葉氧合血紅蛋白采集，通過小波相干和相位相干方法，在特征頻率范圍內進行腦功能連接分析。實驗結果為:腦中風患者在第Ⅲ段頻率間隔內，腦功能連接呈現(xiàn)顯著性降低。與臨床醫(yī)學結果一致，確定了該方法的有效性。本文基于偏最小二乘法建

5、立一種腦功能連接檢測模型。該模型可用于早期預防和檢測腦中風等腦功能疾病，同時可對腦中風患者的康復進程進行有效評估。
　　最后，本文分析汽車振動對駕駛員腦功能連接的影響。根據(jù)駕駛員受到汽車振動情況，搭建模擬汽車振動的駕駛員座椅實驗平臺。對11名實驗者在靜息態(tài)、3 Hz、4.5 Hz、6Hz振動的4種條件下，進行20分鐘的腦功能連接檢測。結果發(fā)現(xiàn)，在振動和靜息態(tài)對比中，振動導致駕駛員的腦功能連接在第Ⅱ和Ⅲ段頻率間隔內呈現(xiàn)顯著性降低。在