一种用于fMRI的嗅觉刺激装置设计与验证
本文选题:功能磁共振成像(f + MRI) ; 参考:《波谱学杂志》2014年04期
【摘要】:为了实现任务态f MRI的嗅觉刺激装置的设计和功能验证.满足嗅觉f MRI实验的自动化刺激要求.首先,针对嗅觉刺激和人体嗅觉感受的特点,结合使用环境的要求,总结嗅觉f MRI的实验设计方法,归纳出用于f MRI的嗅觉刺激装置的具体需求.将刺激装置分为气路系统和控制系统、气路系统采用洁净空气通过气味溶液产生相应的气味气体,通过多支路切换达到输出不同气味的目的;控制系统采用虚拟仪器方案,其软件基于Lab VIEW平台编程,提供可输入刺激序列的人机界面,并根据要求控制电磁阀切换不同气路.然后,使用该刺激装置对单个被试进行嗅觉刺激并成像,刺激气体采用乙酸异戊酯和吡啶,实验为组块设计,使用Siemens 3.0 T MRI仪器EPI序列进行扫描,数据处理采用基于Matlab软件的SPM8和Mars Ba R工具包.选取眶额叶和岛叶中的脑激活团簇作为感兴趣区域(ROI)进行分析,激活信号在时间上的强度变化与刺激序列变化基本一致,吡啶组块的激活信号强度大于乙酸异戊酯组块激活强度,且其强度变化比乙酸异戊酯组块更符合刺激序列.ROI分析证明刺激装置基本满足嗅觉f MRI实验需要,具有较强的可用性.此外,在相同的刺激时间和间隔时间下,人脑同一区域对不同刺激气味的激活反应可能不同.
[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.
【作者单位】: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;中国科学院大学;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所;
【基金】:中科院科研装备研制资助项目(YZ201253) 苏州市科技资助项目(SYG201125)
【分类号】:R318.6
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,本文编号:1926166
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