fMFI实验刺激源软件控制平台的开发设计

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要∗作为一项新兴的研究手段，功能磁共振成像（fMRI）技术正在改变当前脑科学研究现状。这些研究发现带来的一个直接效应就是产生了很多能够针对特定实验任务和要求的实验设计模式。目前，关于fMRI实验刺激源实现种类、方法、强度、计量等问题的研究尚不完善。不同的实验室在实验中都是根据自己的经验和特定的实验目的设计实验方案，这就大大降低了实验的可重复性，使实验结果的科学性质受到质疑。在fMRI基础研究方面建立一个可实现的软、硬件技术平台对于fMRI脑科学研究无疑具有重要意义。本文在对基于视觉、触觉和听觉刺激的fMRI实验设计模式的基本原理、范式、方法学优势及其发展趋势做了深入

2、总结的基础上，结合湖北省科技攻关项目，利用VC++编程环境，开发了一套fMRI刺激源软件平台，通过接口通信实现前端信号采集和后端相关刺激设备的驱动，以期为各类fMRI研究提供一个控制手段灵活且功能丰富的实验操作平台。在方案的设计中，研究人员不仅要考虑如何对被试实施刺激，还要考虑被试人员的选择、刺激时程长短、刺激频率和刺激强度等问题。本文所谓基本实验框架，是因为刺激内容可随意更换调整，亦可对各类刺激进行分别处理，刺激参数用户可定制，且实现了刺激实验过程的同步记录。同时，作为一种发展迅猛的研究手段，fMRI实验刺激模式本身亦处在不断开拓和完善中。新的实验设计贵在于群性中见个性，于共相中见别相，以

3、达到特定的研究目的。而实验研究软件控制平台的搭建，寻求的是群性，是共相。在此基础上，模式可以丰富，功能可以扩充，不断改进实际应用组合，帮助研究人员实现更快、更精确且可重复的fMRI研究设计，推动fMRI脑科学研究的新发展。关键词：fMRI；脑功能成像；刺激源；软件开发；∗该项研究受湖北省科技攻关计划“fMRI刺激源及图像后处理系统的开发研究”(2004AA301C53)资助I华中科技大学硕士学位论文Abstract∗Asanewresearchmethod,theFunctionalmagneticresonanceimaging(fMRI)techniqueisproducingsigni

4、ficantinfluenceonthepresentstatusofbrainscienceresearch.Onedirecteffectoftheseresearchesistheachievementofvarioustask-orientedexperimentalmodesdesignwithspecificrequirements.Currently,theresearchaboutthestimulationsourceforfMRIexperimentisnotperfectontheaspectsofthetype,realizationmethods,theintens

5、ity,andalsothemeasurement.Laboratoryexperimentaldesignsforthestimulationsourcearedifferentbasedontheirownexperiencesandthespecificresearchpurposes.Thishasgreatlyreducedthereproducibilityoftheexperimentsandmadedoubtfulthereliabilityoftheexperimentalresults.Therefore,toestablishthesoftware/hardwarete

6、chnologyplatformisundoubtedlyofgreatsignificanceforthefundamentalfMRIresearchinbrainscience.Basedonthereviewofthevisual,tactileandauditorystimulationpatternoffMRIexperimentaldesignfromtheaspectsofbasicprinciplesofparadigm,inthispaperwedevelopasetoffMRIstimulationsourcesoftwareplatformsintheVC++prog

7、rammingenvironment,fortheseekofaflexible-controlandmultiple-functionalplatformwhichissuitableforvariouskindsoffMRIresearch.ThisworkisincooperationwiththekeyprojectofscienceandtechnologyofHubeiProvince.Commu