變異系數在fNIRS數據分析中有效性討論
問題

變異系數又稱CV,它是無量綱的,定義為概率分布離散程度的歸一化程度。在概率論中常常用來作為比較兩組數據離散程度的指標,其在fNIRS信號這類連續信號中常常用來檢測通道的信號質量好壞,閾值包括0.1、0.15和0.25等,閾值越大越寬松,當某個通道的CV值超過設定的閾值時判定為壞道。之所以能夠通過直接設定閾值來判定通道的好壞,就是因為它的無量綱性,不同數據集之間可以通過CV直接對比,此時各數據集可以理解為放置在一個分布中,在該分布中設定類似與0.05的判定閾值,便可得到通道的好壞。
那么是否CV值具有通用性呢?是否存在CV值失效的情況?
解答
上述問題的答案時肯定存在的。CV值并不是萬能的。我們可以從公式中獲取到一些信息。CV的計算表示為標準差與平均值之比,而均值是并不穩定,它容易受到極值的影響。結合fNIRS中普遍存在的運動偽影表現,此時極值的表現并不少見。因此,當整體數據還不錯,但出現由運動偽影引起的極端值時,CV會不穩定。在實際數據處理時,可以考慮先進行偽影校正,再進行通道信號的好壞判定。
除此之外,當硬件設備出現損壞,通道之間并不能生成有效的信號,此時外界的規律信號(如外界光)被探測器檢測到后,在數據中可能體現出有規律變化的數值,此時CV值并不會表現異常。
綜上,在fNIRS數據分析過程中,如果對數據質量要求比較高,需要結合多個衡量離散程度的指標進行綜合分析,如考慮納入信息熵的內容等。

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