뇌외 간섭을 제거하기 위한 주성분 분석 및 독립 성분 분석의 비교: 근적외선 분광 신호에서

근적외선 분광법(NIRS)은 비침습적으로 뇌 혈류 역학 변화를 추정하는 방법입니다. 주성분 분석(PCA)와 독립 성분 분석(ICA)은 신호 집합을 기본 성분으로 분해하는 데 사용될 수 있습니다. 우리의 목표는 PCA와 ICA 중 어떤 방법이 다채널 NIRS 신호에서 두피 혈류 간섭을 식별하고 제거하는 데 더 효율적인지를 결정하는 것입니다. 산소화된 헤모글로빈(HbO(2))과 비산소화 헤모글로빈(HbR)의 농도 변화가 고탄산혈증 및 저탄산혈증 동안 다채널 NIRS로 이마에서 측정됩니다. PCA와 ICA는 각각 신호 기여를 제거하기 위해 사용되며, 결과적으로 추정된 뇌 반응은 예상된 뇌 반응과 비교됩니다. 두 방법 모두 신호에서 뇌외 기여를 줄일 수 있었지만, PCA는 일반적으로 ICA와 동등하거나 더 나은 성능을 보입니다. 두 방법으로 달성된 3cm 신호 품질의 향상은 소스-검출기 분리를 3cm에서 5cm로 증가시키는 것과 유사합니다. 특히 PCA는 전반적인 뇌 산소화 및 혈역학을 모니터링하는 등 뇌의 활성화가 확산된 NIRS 응용에 잘 적합한 것으로 보입니다. PCA와 ICA 간의 성능 차이는 표면 효과를 식별하는 기준의 차이에 주로 기인할 수 있습니다.