SPM软件二次开发及其在针刺机理研究中的应用

摘要

上世纪九十年代以来，功能核磁共振成像技术出现并获得了长足的发展，其最大优点就是可对大脑进行无损伤探测，且其所获图像既具有优秀的空间分辨率又具有良好的时间分辨力，迅速成为神经科学领域首选的影像采集技术。 脑功能研究已成为当前国内外研究的热点领域，SPM(Statistical Parametric Mapping)则是该研究领域内应用最为广泛的一款数据统计分析软件，本文对该软件的二次开发技术进行了深入而细致的研究。作者首先在对SPM的软件结构进行深入了解的基础上提出了一种高效的数据批量处理方法，大大提高了数据处理的效率和质量；其次在对开发其工具箱函数的经验进行总结后，提出了工具箱的辅助开发方法，减低了新方法的开发和实现的难度，加速了应用速度；另外在研究中开发出了多种工具软件，大大方便和促进了研究工作。 另外，本文还使用一般线性模型研究了针刺足三里穴位的镇痛效应。针刺的确切作用机理尚不明晰，其中最流行的观点是猜测其通过神经——内分泌系统起作用。本文通过对针刺实验得到的功能核磁共振数据进行分析，发现针刺足三里穴位能够引起人脑中对疼痛感知的有抑制作用脑区的活动，而针刺非穴位处则只发现与体感刺激感觉和认知有关的运动皮层有活动，这说明针刺穴位处与非穴位处大脑的反映是不同的，验证针刺的有效性。

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第一章 绪论

1.1 人类对大脑的认识

1.2 针刺机理的研究背景及意义

1.2.1针刺起源

1.2.2针刺研究在国内外的发展

1.3 本文研究内容和组织结构

1.3.1研究内容和主要贡献

1.3.2论文的组织结构

第二章 功能核磁共振成像基础

2.1 医学成像方法综述

2.2 几种常见的医学成像技术

2.2.1 X射线技术

2.2.2超声波

2.2.3核医学成像技术

2.3 核磁共振成像

2.3.1核磁共振技术的发展

2.3.2核磁共振成像原理

2.3.3基于BOLD原理的功能核磁共振成像

第三章 功能核磁共振数据处理和分析方法

3.1 功能数据预处理基础

3.1.1 切片扫描时间对齐

3.1.2图像序列对齐

3.1.3脑标准化

3.1.4图像空间平滑

3.1.5 时序滤波

3.2 减法原理及其在fMRI中的应用

3.3 基于数据的一些分析方法

3.4 一般线性模型与统计分析

3.5 BOLD-fMRI实验设计方法

3.6 fMRI数据处理软件介绍

第四章 SPM软件二次开发

4.1 SPM简介

4.2 SPM Job-System介绍

4.3 增强批处理系统方法和实现

4.3.1批处理方法的思想

4.3.2批处理方法的实现和功能特点

4.4 SPM辅助开发软件

4.4.1辅助开发软件工具开发缘由

4.4.2辅助开发软件工具实现和功能特点

4.5 时序显示软件

4.6 其他工具函数简介

4.7 基于SPM的软件开发总结

第五章 针刺足三里穴位镇痛机理研究

5.1 针刺神经机制

5.2 针刺足三里镇痛的作用机制

5.3 针刺足三里镇痛实验研究

5.3.1 被试

5.3.2实验设计

5.3.3数据获得

5.4 数据预处理

5.5 统计分析

5.6 结果讨论

第六章 总结与展望

6.1 本文工作回顾

6.2 基于fMRI的针刺研究中的主要问题

6.3 未来工作展望

致谢

参考文献

作者在读期间参加科研情况和研究成果