生物機(jī)器人是新興的交叉學(xué)科中發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一,也是具有潛在廣泛應(yīng)用前景的重要領(lǐng)域。對(duì)腦功能區(qū)的研究是生物機(jī)器人控腦技術(shù)的關(guān)鍵問題,只有清楚地了解生物機(jī)器人腦部的解剖與形態(tài)結(jié)構(gòu),才能提高對(duì)生物機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制能力。本課題以鯉魚為研究對(duì)象,通過選擇最適于鯉魚顱腦及腦組織成像的磁共振成像儀對(duì)鯉魚顱腦及腦組織進(jìn)行掃描成像,將獲得的鯉魚顱腦及腦組織磁共振圖像進(jìn)行三維重建,實(shí)現(xiàn)鯉魚腦體表投影,為不開顱法植入腦電極提供定位導(dǎo)航。通過自主設(shè)定的磁共振彌散張量成像的相關(guān)參數(shù),利用磁共振彌散張量成像對(duì)鯉魚部分腦神經(jīng)纖維束進(jìn)行了探索與發(fā)現(xiàn),為鯉魚機(jī)器人腦神經(jīng)通路研究提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在選擇適用于鯉魚腦組織成像的磁共振成像儀方面,應(yīng)用不同場強(qiáng)的磁共振成像儀對(duì)鯉魚顱腦及腦組織進(jìn)行掃描成像。通過mimics軟件測量掃描成像的鯉魚腦脊液與腦組織信號(hào),選擇最適宜鯉魚顱腦及腦組織成像的磁共振成像儀。在鯉魚顱腦及腦組織磁共振圖像的三維重建方面,運(yùn)用mimics軟件對(duì)鯉魚顱腦及腦組織進(jìn)行三維重建。重建后顯示了鯉魚顱腦表面的形態(tài)結(jié)構(gòu),并識(shí)別出嗅球、嗅莖、端腦、中腦、小腦、迷葉、延腦等組織結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)了鯉魚腦組織在腦表面的投影,將鯉魚腦組織在顱腦內(nèi)的位置關(guān)系進(jìn)行了透明化觀察,為實(shí)現(xiàn)不開顱法植入腦電極提供定位導(dǎo)航。在探索鯉魚腦神經(jīng)纖維束方面,本研究利用磁共振彌散加權(quán)與磁共振彌散張量成像對(duì)鯉魚顱腦及腦組織進(jìn)行掃描成像。通過對(duì)比鯉魚顱腦磁共振加權(quán)圖像的清晰程度,確定了選取b=400s/mm~2時(shí)的鯉魚顱腦磁共振加權(quán)圖像,為后期利用磁共振彌散加權(quán)成像的方法研究鯉魚腦組織功能提供前提條件。通過將鯉魚顱腦T2加權(quán)圖像與FA圖像進(jìn)行三個(gè)方向的融合顯示,觀察到分布在鯉魚腦組織各部分中不同腦神經(jīng)纖維束的不同走向及分布信息;利用磁共振彌散張量成像的方法進(jìn)行了鯉魚部分腦神經(jīng)纖維束的追蹤,為以后探索鯉魚小腦與延腦之間的纖維連接提供了前提條件。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：R445.2
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 生物機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 飛行生物機(jī)器人
        1.2.2 陸地生物機(jī)器人
        1.2.3 水生生物機(jī)器人
    1.3 磁共振成像國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 磁共振成像技術(shù)
        1.3.2 磁共振彌散張量成像技術(shù)
    1.4 三維重建國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 課題研究的目的及意義
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 相關(guān)基礎(chǔ)理論
    2.1 鯉魚腦組織結(jié)構(gòu)
    2.2 磁共振成像
    2.3 磁共振彌散加權(quán)成像
    2.4 磁共振彌散張量成像
    2.5 本章小結(jié)
第3章 面向鯉魚腦組織的磁共振掃描成像技術(shù)研究
    3.1 引言
    3.2 應(yīng)用1.5T磁共振成像儀進(jìn)行鯉魚腦組織磁共振成像
        3.2.1 提取鯉魚腦組織
        3.2.2 鯉魚腦組織1.5T磁共振圖像的獲取
    3.3 應(yīng)用3.0T磁共振成像儀進(jìn)行鯉魚腦組織成像
        3.3.1 鯉魚腦組織磁共振掃描三維坐標(biāo)系的確定
        3.3.2 鯉魚腦組織磁共振掃描參數(shù)的設(shè)定
        3.3.3 鯉魚腦組織3.0T磁共振圖像的獲取
    3.4 應(yīng)用7.0T磁共振成像儀進(jìn)行鯉魚腦組織成像
        3.4.1 鯉魚腦組織磁共振掃描三維坐標(biāo)系的確定
        3.4.2 鯉魚腦組織磁共振掃描參數(shù)的設(shè)定
        3.4.3 鯉魚腦組織7.0T磁共振圖像的獲取
    3.5 鯉魚磁共振圖像腦組織及腦脊液信號(hào)測量
    3.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
    3.7 討論與分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 鯉魚腦組織三維重建及腦體表投影
    4.1 引言
    4.2 鯉魚腦組織磁共振掃描序列的選擇
        4.2.1 液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列
        4.2.2 快速自旋回波序列
        4.2.3 鯉魚磁共振圖像腦脊液與腦組織信號(hào)測量
        4.2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
    4.3 鯉魚腦組織在腦表面投影
        4.3.1 鯉魚腦組織磁共振圖像配準(zhǔn)
        4.3.2 鯉魚磁共振圖像中腦組織閾值的提取
        4.3.3 鯉魚腦組織的三維重建與識(shí)別
        4.3.4 鯉魚腦組織三維模型與二維磁共振圖像的融合顯示
        4.3.5 鯉魚顱腦的表面重建
        4.3.6 鯉魚腦體表投影
    4.4 討論與分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 鯉魚腦神經(jīng)纖維束的研究
    5.1 引言
    5.2 鯉魚顱腦磁共振彌散加權(quán)成像
        5.2.1 不同梯度因子b值下鯉魚顱腦磁共振彌散加權(quán)成像
    5.3 鯉魚腦神經(jīng)纖維束成像
        5.3.1 鯉魚顱腦磁共振彌散張量成像掃描參數(shù)的設(shè)定
        5.3.2 鯉魚顱腦FA圖像的獲得
        5.3.3 鯉魚顱腦T2加權(quán)圖像與FA圖像的融合
        5.3.4 鯉魚部分腦神經(jīng)纖維束的追蹤
    5.4 討論與分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝

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