一種用于fMRI的嗅覺刺激裝置設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
本文選題:功能磁共振成像(f + MRI) ; 參考:《波譜學(xué)雜志》2014年04期
【摘要】:為了實(shí)現(xiàn)任務(wù)態(tài)f MRI的嗅覺刺激裝置的設(shè)計(jì)和功能驗(yàn)證.滿足嗅覺f MRI實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化刺激要求.首先,針對(duì)嗅覺刺激和人體嗅覺感受的特點(diǎn),結(jié)合使用環(huán)境的要求,總結(jié)嗅覺f MRI的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,歸納出用于f MRI的嗅覺刺激裝置的具體需求.將刺激裝置分為氣路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)采用潔凈空氣通過(guò)氣味溶液產(chǎn)生相應(yīng)的氣味氣體,通過(guò)多支路切換達(dá)到輸出不同氣味的目的;控制系統(tǒng)采用虛擬儀器方案,其軟件基于Lab VIEW平臺(tái)編程,提供可輸入刺激序列的人機(jī)界面,并根據(jù)要求控制電磁閥切換不同氣路.然后,使用該刺激裝置對(duì)單個(gè)被試進(jìn)行嗅覺刺激并成像,刺激氣體采用乙酸異戊酯和吡啶,實(shí)驗(yàn)為組塊設(shè)計(jì),使用Siemens 3.0 T MRI儀器EPI序列進(jìn)行掃描,數(shù)據(jù)處理采用基于Matlab軟件的SPM8和Mars Ba R工具包.選取眶額葉和島葉中的腦激活團(tuán)簇作為感興趣區(qū)域(ROI)進(jìn)行分析,激活信號(hào)在時(shí)間上的強(qiáng)度變化與刺激序列變化基本一致,吡啶組塊的激活信號(hào)強(qiáng)度大于乙酸異戊酯組塊激活強(qiáng)度,且其強(qiáng)度變化比乙酸異戊酯組塊更符合刺激序列.ROI分析證明刺激裝置基本滿足嗅覺f MRI實(shí)驗(yàn)需要,具有較強(qiáng)的可用性.此外,在相同的刺激時(shí)間和間隔時(shí)間下,人腦同一區(qū)域?qū)Σ煌碳馕兜募せ罘磻?yīng)可能不同.
[Abstract]:In order to realize the design and functional verification of the olfactory stimulator of task-based f MRI. To meet the requirements of automatic stimulation of olfactory f MRI experiment. Firstly, according to the characteristics of olfactory stimulation and human olfactory perception, combined with the requirements of the environment, the experimental design method of olfactory f MRI is summarized, and the specific requirements of the olfactory stimulator for f MRI are summed up. The stimulation device is divided into gas path system and control system. The gas path system uses clean air to produce the corresponding odor gas through odor solution, and achieves the purpose of outputting different odors by switching multiple branches; the control system adopts virtual instrument scheme. The software is programmed on Lab VIEW platform and provides a man-machine interface with input stimuli, and controls the solenoid valve to switch different air paths according to requirements. Then, the stimulator was used for olfactory stimulation and imaging of individual subjects. The stimulative gas was designed with isoamyl acetate and pyridine, and the EPI sequence was scanned by Siemens 3.0T MRI instrument. Data processing adopts SPM8 and Mars Ba R toolkits based on Matlab software. The brain activation clusters in the frontal orbital lobe and the insular lobe were selected as the region of interest (ROI). The intensity changes of the activation signal in time were consistent with the change of the stimulus sequence. The activation signal intensity of pyridine block was higher than that of isoamyl acetate block, and the intensity change of pyridine block was more consistent with the stimulus sequence. ROI analysis showed that the stimulator basically met the needs of olfactory f MRI test and had strong usability. In addition, under the same stimulation time and interval, the activation of the same region of human brain to different stimuli may be different.
【作者單位】: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所;
【基金】:中科院科研裝備研制資助項(xiàng)目(YZ201253) 蘇州市科技資助項(xiàng)目(SYG201125)
【分類號(hào)】:R318.6
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,本文編號(hào):1926166
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