功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁共振成像配套装置，尤其涉及一种功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统。
【背景技术】
[0002]近年来，功能磁共振成像(fMRI)技术作为一项新兴的研究手段，已被广泛地应用到认知神经科学研究领域，用来探讨人类认知过程与情绪活动的脑机制。除了直接以人类作为研究对象外，非人灵长类动物作为人类的最近亲属，具有与人类相似的大脑结构，且具备高级脑功能，可以被训练完成特定类型的测试任务。对评价认知能力、情绪反应等具有其它动物无法替代的作用，是人类大脑的正常功能基础研究和疾病病理研究的理想动物模型。这些研究发现带来的一个直接效应就是能够突破转化医学的困境，使得生物医学基础研究成果有效地转化为临床引用，合理地将功能磁共振成像技术应用于灵长类动物(包含人类)的脑机制研究，可以大大推动神经科学、人类疾病模型等基础科学研究的发展和突破。
[0003]相比较应用于常规磁共振成像而言，在功能磁共振实验中，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，任务刺激复杂多变，同时，为获得有效且可靠的科研实验数据，实验人员必须借助实时监测系统来控制任务刺激实验的进程，这其中包括对整个扫描过程中同步完整动物的各项生理参数，以及根据实时反馈的生理参数及时调整任务刺激方案等。
[0004]但是目前关于灵长类动物(包含人类)功能磁共振实验同步生理监测与触发刺激实现方法、种类、架构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。不但如此，由于牵涉到多种设备的相互配合，往往需要实验人员同时操纵多种设备，且各个设备间无法及时同步，进一步降低了数据的可靠性。
[0005]基于上述原因，建立一个可实现中央集中控制的，硬件接口统一，能够在磁共振成像扫描时同步接收触发信号，同步记录灵长类动物(包含人类)各项生理参数且适用于灵长类动物视觉、触觉等任务刺激的软、硬件技术平台，不但对简化实验操作流程，提高数据可靠性有非常大的帮助，对于功能磁共振脑科学研究无疑具有更加重要的意义。
【发明内容】
[0006]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
[0007]本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统，实现了中央集中控制、硬件接口统一，能够在磁共振成像扫描时同步接收触发信号，同步记录灵长类动物各项生理参数且适用于灵长类动物视觉、触觉等任务刺激的软、硬件技术平台，简化实验操作流程，提高数据可靠性，并可进一步推广应用于脑科学、神经医学、认知心理科学以及未来的临床研究等领域。
[0008]本发明的技术方案为:本发明揭示了一种功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统，包括上位机、下位机以及磁共振成像设备，其中:
[0009]上位机用于人机交互以及对下位机的控制，内部设有第一通讯模块和第二通讯模块；
[0010]下位机用于和磁共振成像设备的通信和交互处理，进一步包括:
[0011]刺激任务产生模块，基于上位机发出的指令产生刺激任务；以及
[0012]监测模块，通过第一通讯模块和上位机通信，在刺激任务进行时记录被测对象在磁共振成像设备中测得的反应参数并将反应参数反馈给上位机。
[0013]根据本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的一实施例，第一通讯模块是数据采集卡。
[0014]根据本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的一实施例，数据采集卡是PCI板块。
[0015]根据本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的一实施例，第二通讯模块是串行通讯模块。
[0016]根据本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的一实施例，上位机还包括:
[0017]中央控制模块，通过第一通讯模块和第二通讯模块，将下位机中的各模块进行时钟同步、统一控制和共同协作。
[0018]根据本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的一实施例，刺激任务产生模块进一步包括:
[0019]触觉刺激任务产生单元，通过第一通讯模块和上位机通信，且连接磁共振成像设备的触觉终端，基于上位机的指令发起触觉刺激任务；以及
[0020]视觉刺激任务产生单元，通过第二通讯模块和上位机通信，且连接磁共振成像设备的显示器，基于上位机的指令发起视觉刺激任务，并控制磁共振成像设备的显示器上的操作。
[0021]根据本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的一实施例，监测模块进一步包括:
[0022]生理监测单元，通过第一通讯模块和上位机通信，且连接磁共振成像设备的生理监测探头，在刺激任务进行时记录被测对象在磁共振成像设备的生理监测探头测得的生理参数并反馈给上位机；以及
[0023]眼动数据监测单元，通过第一通讯模块和上位机通信，且连接磁共振成像设备的眼动监视摄像头，在刺激任务进行时记录被测对象在磁共振成像设备的眼动监视摄像头所测得的眼动数据并反馈给上位机。
[0024]根据本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的一实施例，下位机还包括:
[0025]触觉反馈模块，通过第二通讯模块和上位机通信，且连接磁共振成像设备的触觉终端，在刺激任务进行时记录被测对象在磁共振成像设备的触觉终端所测得的触觉参数并反馈给上位机。
[0026]根据本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的一实施例，下位机还包括:
[0027]任务激励模块，通过第一通讯模块和上位机通信，且连接磁共振成像设备的激励终端，基于上位机发出的指令控制磁共振成像设备的激励终端。
[0028]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明针对目前市面上的功能磁共振没有使用LabVIEW和磁共振以及刺激系统、监测系统相关硬件的案例(每个系统都是独立工作，或者反馈程度有限；获取的实时反馈数据受限无法对刺激进行实时有效调节)，创新性地提出了使用LabVIEW和NI PC1-6229数据采集卡，可进行实时生理监测和眼动反馈调节的一体化功能磁共振刺激系统与监测系统。该系统利用获得实时的生理监测和眼动反馈信息，实现与刺激相关的互动调节，在硬件方面使用眼动监测系统和生理监测系统，进而实现视觉/触觉刺激与反馈的有效互动的目的。也为灵长类功能磁共振的以及将来的人类精神疾病研究等提供性能优越的集成度较高的中央控制系统。
【附图说明】
[0029]图1示出了本发明的功能磁共振成像同步监测与触发刺激控制系统的较佳实施例的原理图。
[0030]图2示出了本发明的控制系统的运行流程图。
[0031]图3示出了本发明的控制系统在加载参数文件时的流程图。
[0032]附图标记:
[0033]上位机