基于功能磁共振的立体视觉功能区定位及观看3D电视视疲劳研究

发布时间：2017-10-08 08:15

  本文关键词：基于功能磁共振的立体视觉功能区定位及观看3D电视视疲劳研究

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【摘要】：3D电视因立体感强、画面逼真等诸多2D电视无法比拟的优点,深受大众欢迎。然而,长时间观看3D电视后出现的眼睛疲劳、干涩、视力模糊等视疲劳症状已引起越来越多研究人员的关注。观看3D电视带来的健康隐患已经成为制约3D电视及相关产业发展的瓶颈。本文利用功能磁共振信号在脑功能研究方面的优势,设计观看2D和3D视频实验,研究大脑立体视觉功能区及长时间观看3D电视产生视疲劳的机理。本文主要工作如下:(1)研究与立体视觉相关的功能脑区。通过组块模式和事件相关模式的功能磁共振成像实验,以3D图片刺激作为实验任务,相应内容的2D图片刺激作为对照组,发现额叶眼动区(BA8)和高级视觉皮层(BA19)与立体视觉成像密切相关,可以作为视疲劳研究的特征脑区。(2)利用不同景深的立体图片作为视觉刺激,设计任务态功能磁共振实验方案,研究立体成像前景与后景对大脑功能激活产生的差异。结果表明,前景立体图像可引起大脑更大范围激活,由此推测景深是影响视觉疲劳的因素之一,而且前景成像比后景成像更易产生视觉疲劳。(3)设计基于任务的fMRI实验并结合主观问卷的方法对3D电视视疲劳进行检测。分别在观看3D/2D电视1小时前后进行棋盘格视觉刺激并扫描fMRI,对比观看前后被激活脑功能区的变化,结果发现,观看3D电视前后被试者脑激活区在BA8、BA18、BA19等视觉相关区域有显著性差异,观看2D电视前后被试者仅在默认网络区域有显著性差异。同时主观评测结果显示观看3D电视1小时会引起中度视疲劳现象,而观看2D电视只会造成次中度视疲劳现象,从而验证3D电视更易于导致视疲劳。(4)设计静息态fMRI实验对3D电视视疲劳进行检测。观看3D/2D电视1小时前后分别进行静息态fMRI扫描,以ReHo和ALFF值作为检测指标,结果发现,长时间观看3D电视不但会导致视觉疲劳,而且引起轻微的精神疲劳;观看2D电视会造成轻微认知疲劳,而视觉疲劳症状不明显。本文利用功能磁共振成像技术研究了观看2D/3D视频对大脑功能区的影响及长时间观看3D电视导致视疲劳的机理,论文的研究可以为观看3D电视视疲劳评估及3D电视健康标准的制定提供客观的依据。
【关键词】：视觉疲劳 3D电视 功能磁共振 脑功能定位
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R77
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究背景和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 立体电视视疲劳研究现状13-14
• 1.2.2 功能磁共振技术研究应用现状14-15
• 1.3 本文的研究内容15
• 1.4 本文的章节安排15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 立体影像视疲劳产生机制及功能磁共振技术应用17-23
• 2.1 观看立体影像引起视疲劳的生理机制17
• 2.2 功能磁共振成像原理17-19
• 2.2.1 磁共振成像17-18
• 2.2.2 基于血氧水平依赖功能磁共振成像18-19
• 2.3 功能磁共振技术的研究应用19-22
• 2.3.1 基于任务的BOLD-fMRI实验设计方法19-21
• 2.3.2 静息态BOLD-fMRI数据处理方法21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 基于功能磁共振的立体视觉功能区定位研究23-37
• 3.1 实验对象选取23
• 3.2 视觉刺激方案设计23-25
• 3.2.1 组块模式的视觉刺激方案23-24
• 3.2.2 事件相关模式的视觉刺激方案24-25
• 3.3 数据采集25-26
• 3.4 功能磁共振数据预处理26-31
• 3.4.1 时间层校正（Slice timing）26-27
• 3.4.2 头动校正(Realignment)27-29
• 3.4.3 空间标准化（Normalise）29-31
• 3.4.4 空间平滑（Smooth）31
• 3.5 数据处理结果31-35
• 3.5.1 组块模式下观看 3D/2D图片的实验结果31-32
• 3.5.2 组块模式下观看 3D前景深/后景深图片实验结果32-33
• 3.5.3 事件相关模式下观看 3D/2D图片实验结果33-34
• 3.5.4 事件相关模式下观看 3D前景深/后景深图片实验结果34-35
• 3.6 实验结果分析与讨论35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 第四章 基于任务功能磁共振的 3D电视视疲劳研究37-44
• 4.1 实验对象选取37
• 4.2 实验方案设计及数据采集37-39
• 4.2.1 实验材料37-38
• 4.2.2 任务态功能磁共振实验整体方案设计38
• 4.2.3 刺激任务设计及数据采集38-39
• 4.3 实验结果39-42
• 4.3.1 主观评价39-40
• 4.3.2 基于任务的功能磁共振分析40-42
• 4.4 实验结果分析与讨论42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 基于静息态功能磁共振的 3D电视视疲劳研究44-54
• 5.1 实验对象选取44
• 5.2 实验方案设计及数据采集44-46
• 5.2.1 静息态功能磁共振实验方案设计44-45
• 5.2.2 数据采集45
• 5.2.3 数据预处理45-46
• 5.3 观看 3D/2D电视前后ReHo差异分析46-49
• 5.3.1 观看 3D/2D电视前后ReHo计算46-48
• 5.3.2 观看 3D电视前后ReHo差异分析48-49
• 5.3.3 观看 2D电视前后ReHo差异分析49
• 5.4 观看 3D/2D电视前后ALFF差异分析49-51
• 5.4.1 观看 3D/2D电视前后ALFF计算49-50
• 5.4.2 观看 3D/2D电视前后ALFF差异分析50
• 5.4.3 观看 3D电视前后ALFF差异分析50-51
• 5.5 实验结果分析与讨论51-52
• 5.6 本章小结52-54
• 第六章 总结与展望54-56
• 6.1 本文工作总结54
• 6.2 展望54-56
• 参考文献56-62
• 致谢62-63
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文63

【参考文献】

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本文编号：992937