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    一維光子晶體缺陷層的單向吸收分析
    (2020) 黃志喜; Huang, Chih-hsi
    理論上研究了在一維缺陷超導光子晶體材料裡高頻光波出現單向傳播性質。我們考慮用一種非對稱性的光子晶體其結構為(AB)ND(BA)M排列堆疊而成,其中A層材料為具有介電質的材料,B層材料為超導材料,D層為具有電介質材質的缺陷層,然而N、M為堆疊的數目。在本次研究中發現堆疊層數目不同時 (N ≠ M)該光子晶體結構會造成高頻光波出現單向性傳播性,單向傳播共振吸收頻率位置會隨著堆疊層數目(N和M)之間差距越大而增加。其中我們還研究了入射光波偏振角與單向傳播之間的關係,從此次的研究結果發現,當在改變入射光波的偏振方向的狀況下,單向傳播的吸收率幾乎與偏振方向是沒有直接關係地,因此我們提出的這個光子晶體結構技術可以用於設計出與入射光偏振無關的光學元件。 接下來我們還有從理論計算方式下,研究了一維具有缺陷且不對稱堆疊光子晶體結構上光波傳遞的性質,這次的光子晶體結構為 air /(AB)MG(BA)N/air,air/(AQ)MG(QA)N /air和air/(BQ)MG(QB)N/air,其光子晶體堆疊結構中的A層材料是用具有損耗的負介電係數材料,B層則是用了具有損耗地mu-negative material材料,而G層和Q層是用不同折射率的介電材料,另外該光子晶體的堆疊層數目M和N是不同的(M≠N)。此次的研究中我們注意到了在某些條件下其入射光譜會被吸收,導致傳遞光波的光子晶體有單向傳播特性。還有在這個負折射係數材料中,依造我們的計算結果顯示了有兩種單向吸收峰值,一種是會因缺陷層(G)厚度的改變而導致其鋒值頻率位置也隨著變化,另一種吸收峰值就不會隨著缺陷層的厚度改變而波峰頻率位置有所變化,這種的波峰頻率位置是固定在某些頻率位置上,另外這種固定波譜頻率位置的波峰數目會與正向或者反向傳播有所不同,當正向傳播時其波峰數目會是(M-1)個,然而如果是逆向傳播時波峰數目會是N-1個。特別的是當正向傳播與逆向傳播時固定波譜位置這個波峰數目相同為M − N − 1時,該光子晶體的單向傳播特性將消失。 另外一個研究是從理論上研究了改用材料含有n-InSb半導體層且用stage 3 triadic-Cantor-setphotonic crystal(S3 TCS PC)來討論其傳輸特性,依著半導體(n-InSb)介電常數具有可以將光波共振頻率傳輸響分成三個區域,其三個區域分別為兩個傳輸共振頻率遠高於半導體(n-InSb)介電常數的諧振頻率和另一個低於其材料共振諧振頻率的區域,其中半導體的介電常數幾乎是正常數。在光波進入stage 3 triadic-Cantor-setphotonic crystal(S3 TCS PC)結構中,其結構會將光波分成兩組不同共振頻率區域透射波譜,其為缺陷缺陷模式Np模式和非缺陷模式的Np-1模式,,其中一組波譜可以用堆疊層周期數變化而改變其缺陷模式(Np)的波峰數目,另外還可以改變入射光波的角度也會造成TE波和TM波光譜頻率位置的改變,此外還可以調整每一層的厚度來控制非缺陷層模式(Np–1)頻率響應的位置。但是要注意當入射波譜頻率落在5.1~6.2 THz大小區域時Np模式波峰強度對會損耗很大。
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    中場核磁共振系統於肝臟檢體特性應用研究
    (2023) 黃皓偉; Huang, Hao-Wei
    本研究使用中場式核磁共振系統進行類肝臟細針抽吸法、肝臟生檢法之檢測與應用。透過中場式核磁共振系統,在不同頻率下量測硫酸銅溶液(CuSO4)之縱向弛豫時間T1(Longitudinal relaxation time),模擬在類肝臟細針抽吸法下產生的特性是否與肝臟生檢法相呼應,並在測量肝檢體前利用硫酸銅模擬所需之體積及穩定度之狀況進行探討與研究。藉由硫酸銅之模擬與研究,進而可以應用在肝檢體(Liver Tissues)上。透過中場式核磁共振系統,進行16管腫瘤組織(Tumor Tissue)與21管正常組織(Normal Tissue)量測。類肝臟細針抽吸法中,每一檢體取重量0.009 g~0.010 g;肝臟生檢法中,每一檢體取0.075 g~0.1250 g,進行量測弛豫時間T1。透過兩重量間之T1關係,驗證使用類肝臟細針抽吸方式取肝檢體之T1來進行腫瘤分辨的可行性。兩重量的分析結果,可發現兩者同樣很容易分辨腫瘤組織與正常組織,且在靈敏度與特異度上兩者也都超過85%以上。顯示了,在類肝臟細針抽吸下進行檢測,可得到與肝臟生檢下相同的結果,將其方法應用在病患身上,可降低病患的恐懼度與不安感,且也很快能初估病患是否有罹患肝臟上面病變。相比於傳統病理組織切片,可能需要開刀取得檢體,並進行繁瑣的固定、脫水、染色、封片,在這些過程可能耗費3-7天時間,病人的傷口上明顯比本研究之方法大上許多。因此若利用取樣針取得類肝臟細針抽吸進行T1量測,不管是取檢體上,或是分析結果、觀看病理報告上,大約只需30~40分鐘左右。病人相對可以快速理解自身初步病情,且也縮短病理結果報告的時間,進而可擴大使用類肝臟細針抽吸的可行性。
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    以磁減量免疫檢測與切片磁染色進行動物肝癌之體外檢測研究
    (2014) 莊鈞評
    目前醫院用來篩檢肝癌的方法為抽血檢驗,檢驗血清中的Alpha-fetoprotein(AFP),AFP的檢測靈敏度只有70%左右,但只憑AFP升高無法斷定罹患肝癌,還必須配合影像檢查,進行多種的檢驗來確認肝癌,多種檢驗造成效率低,固本研究研發披覆多重抗體試劑與混合試劑,以提高檢測之靈敏度。 我們將肝癌細胞種植於老鼠背部,肝癌細胞從老鼠體內獲取養分,然後形成腫瘤,記錄腫瘤成長過程,並且按照種植肝癌細胞後的0、1、3、5週,量測血清內的肝癌指標性蛋白,目的是為了觀察腫瘤在前期與後期的指標性蛋白表現量,我們使用Alpha-fetoprotein(AFP)試劑、Glypican-3(GPC3)試劑、Des-gamma-carboxy prothrombin(DCP)試劑、披覆多重抗體試劑及混合試劑來檢測,使用的方法為磁減量檢測法(ImmunoMagnetic Reduction, IMR),在後期我們將腫瘤取出,做成切片,以磁性奈米試劑進行磁染色,成功的用磁訊號觀察腫瘤指標性蛋白。
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    低場核磁共振T1和T2量測分析於水果甜度應用研究
    (2024) 陳俞任; Chen, Yu-Ren
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    低場核磁共振T₂分布與肉品熱處理程度之關聯性研究
    (2025) 戴敬樺; Dai, Jing-Hua
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    低場核磁共振系統於乳癌組織檢測應用與特性研究
    (2018) 陳彥呈; Chen, Yan-Cheng
    本實驗參考過去實驗室,研究低場核磁共振系統,使用超導量子干涉元件(SQUID, superconducting uantum interference device)和預極化(prepolarization)技術的低磁場核磁共振系統(Low-field NMR)應用至腫瘤量測上。改進接收線圈,使SNR提高20 % (量測0.5 ml去離子水),進而讓乳房樣品能有效進行微量(0.05 g ~ 0.2 g)量測,利用縱向鬆弛時間(T1)之物理方式量測,並進行乳房組織最小量測量與縮短實驗時間,乳房組織經由實驗後量測T1數值,統計資料證實,正常組織與腫瘤組織具有統計意義,並計算辨識正常組織與腫瘤組織的靈敏性(Sensitivity)與特異性(Specificity),具有高度的數值,同時證明使用T1量測,進行腫瘤組織檢測可行性。最後整合病理報告,核磁共振與病理報告內的細胞活化標記(Ki-67)、病理分期具有相關性。藉此能快速又有效提供可量化數值,提供醫師一種生物組織檢測方式。
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    低場核磁共振系統最佳化及應用研究
    (2014) 王銘煒
    在低場磁振造影中,由於磁共振訊號在低場下的訊雜比(Signal to Noise Ratio, SNR)較差,因此我們結合預先極化技術以及超導量子干涉元件(Superconducting quantum interference device, SQUID)以提高低場下磁共振系統的訊雜比。然超導量子干涉元件在低溫輸入線圈的調整上,受限於SQUID必須經過繁瑣的回溫動作才可以進行最佳化,使得在低溫中的輸入線圈較難做最佳化的動作。在本研究為了克服上述的困難,於測試前先模擬,計算最佳線圈匝數範圍後,再準備多組的輸入線圈,使得SQUID可在不需完全回溫的狀態下,進行線圈最佳化的測試,將系統核磁共振訊號的訊雜比提升16.2 %。此外預先極化技術,過去因開關電路可承受電流的限制僅為3.7 安培,故本研究將原電路改良使承載電流提升至7安培,使預極化磁場由684高斯大幅增加至1197高斯,使得核磁共振訊號的訊雜比也大幅提升了109 %。隨著以上的最佳化過程在三維造影解析度也進一步提升至2 mm × 2 mm × 2 mm。
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    低場磁振造影於生物組織影像之特性研究
    (2017) 陳致豪; Chen, Jhih-Hao
    摘要 本研究結合了超導量子干涉元件(Superconducting quantum interference device, SQUID )磁性量測技術,並使用預先極化技術提升磁矩的磁化率,在鋁屏蔽屋裡建造低場磁振造影系統(Low-field MRI)。為了降低地球磁場對系統的影響,設計了一對地球磁場補償線圈,用來抵銷地球磁場的垂直分量,並旋轉系統主磁場方向與地球磁場的水平分量平行,藉此方便調整主磁場的強度,最後使用三個方向的梯度線圈,使磁場均勻度提升,以及造影所需頻率、相位編碼之應用。 在磁振造影部分,藉由改變系統的共振頻率,以及梯度磁場的造影序列,我們大幅提升了訊雜比(signal-to-noise ratio, SNR),原本的SNR由213.15提升至533.14,影像品質進而提升許多。 為了驗證低場磁振造影系統應用的可行性,我們造影出清晰的蔬果結構性影像,並藉由水果二維與三維的磁振造影,可以判斷水果損傷的確切位置。在生醫方面的應用,我們進行手臂的磁振造影,也能夠得到結構性影像;豬肉的磁振造影也能觀察到輪廓,初步驗證本研究之低場磁振造影系統,做為生物醫學應用的可行性,此外系統造價成本及維護費用低廉,極具產業化的價值與潛力。 關鍵字:低場磁振造影、超導量子干涉元件、預先極化技術
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    低磁場核磁共振梯度接收線圈應用於肝腫瘤組織檢驗
    (2014) 周彥廷
    本研究中,我們整合結合超導量子干涉元件(superconducting quantum interference device, SQUID)和預極化技術,提高低磁場核磁共振系統的量測訊雜比,並將此系統應用於肝腫瘤檢測。為了解決在非磁屏蔽環境下,測量磁場隨環境磁場漂移,而導致磁共振頻率飄移的問題,我們使用磁通閘監控環境磁場之變化,作為磁共振訊號頻率修正之參考,成功增加了訊號頻譜之訊雜比。然在量測微量樣品時,為了降低環境雜訊並避免冷卻預極化線圈的循環水的訊號被量測到。我們採用了梯度接收線圈的設計,成功消除了循環水的訊號。在1.5 高斯的主磁場、930高斯的預極化磁場之條件下,進行了微量(0.5 ~ 0.1 g)之老鼠腫瘤與正常肝組織之縱向鬆弛時間(T1)之量測,與0.5 g 老鼠肝臟腫瘤與正常組織之混合樣品之鬆弛時間檢測。驗證本研究之低場磁共振系統具臨床應用的潛力。
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    低磁場核磁共振系統及其肝癌檢測應用
    (2015) 黃逸群; Huang, Yi-Chiun
    過去本實驗室已經成功整合超導量子干涉元件(SQUID, superconducting quantum interference device)和預極化(prepolarization)技術在台大醫院架設低磁場核磁共振系統(Low-field NMR)並運用於腫瘤量測之應用。為了克服臨床檢驗中微量生物樣品量測上的困難,本研究將實驗系統的接收線圈最佳化,藉此提升系統的訊雜比(signal-to-noise ratio,SNR)以降低需要的檢體量。   在接收線圈的設計上,配合微量的樣品,將接收線圈的體積縮小,並使用不同匝數的接收線圈進行樣品檢測,比較其訊號強度,找出最佳的線圈匝數。此外更比較了梯度計與磁量計樣式的接收線圈,發現在少量樣品的檢測中,磁量計樣式的接收線圈具有較佳的訊雜比。最佳化後的接收線圈在量測0.1毫升的去離子水時SNR可達到18,較原先的系統提高了80 %。在腫瘤檢測的應用中,進行了微量的老鼠腫瘤與正常肝組織之縱向鬆弛時間(T1)之量測,可區別的最少樣品量達0.05克,符合臨床檢測中微量取樣的要求,具有臨床檢驗應用的潛力。
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    使用脈衝雷射沉積法在鈦酸鍶階梯式基座上製作高溫超導磁量計及其特性研究
    (2012) 高建智; Chien-Chih,KAO
    使用10 mm ×10 mm ×1 mm大小的鈦酸鍶基板,經過黃光製程使其形成階梯,階梯角度要在72度以上,之後利用脈衝雷射沉積法來鍍製釔鋇銅氧高溫超導薄膜,我們可以穩定製作出良好之高溫超導薄膜,其表面粗糙度控制在37 Å至39 Å,且臨界溫度在88 K左右,才會後續製作,經過光學微影技術及乾式蝕刻等製程來完成SQUID magnetometer的製作,之後再在配合量測儀器Mr. SQUID來檢查我們做出來的SQUID特性。 在本論文中,我們成功製作出高溫超導磁量計,樣品在液態氮溫度(約77.4K)下量測,其Vpp訊號最大時的臨界電流Ic 約在8 ~ 12 μA,常態電阻Rn約在2.5 ~ 5.5 ,我們發現階梯角度越高,其成功的Vpp訊號比其它階梯角度的Vpp訊號來的大;雜訊方面,在屏蔽下的環境,white noise可達到10 ~ 20 μΦ0/Hz1/2。
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    使用脈衝雷射沉積法在鈦酸鍶雙晶體基座上製作超導量子干涉元件與特性研究
    (2013) 陳彥宏; CHEN, YAN-HONG
    本實驗將討論如何製作與探討高溫超導磁量計,因為本實驗室之前使用的鈦酸鍶階梯式基座製作但因薄膜在階梯轉折處形成絕緣體成功率不夠穩定所以我們改變方法改為採用同大小的鈦酸鍶雙晶體基座,絕緣層較為穩定,希望能夠提升成功率。 我們在使用脈衝雷射沉積法鈦酸鍶雙晶基板鍍上高溫超導釔鋇銅氧,經由儀器確認,其臨界溫度約在88 K以上,表面平整度在10 nm以下,再利用微影製程與乾式蝕刻的方式,製作量子干涉元件-磁量計,接著再利用SQUID訊號量測儀來測量我們成品之特性。 本論文中成功製作出高溫超導磁量計。磁量計在液態氮溫度(約77.4K)的最大電壓-磁場訊號VPP最大可達到21μV, 臨界電流Ic=30μA,電阻Rn2.5歐姆 ,而在屏蔽環境之下磁場雜訊在1 KHz時約為16 μΦ0/Hz1/2,有效的提升了製成的成功率,並且依照製作方法建立出脈衝雷射沉積法製作鈦酸鍶雙晶SQUID的”標準作業程序” 有效的提升良率。
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    使用腦磁圖儀探討文組及理組對大腦活化反應特性之研究
    (2024) 蔡辰杰; Tsai, Chen-Jie
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    使用離軸射頻磁控濺鍍技術在TiO2/SrO終端之鈦酸鍶基板上生長釔鋇銅氧薄膜的超導特性之研究
    (2024) 黃偉哲; HUANG, Wei-Zhe
    本實驗先拋光確定鈦酸鍶(SrTiO3)(100)基板有良好的平整度,之後對基板進行熱處理,使鈦酸鍶基板有TiO2或SrO為終端的2種表面,然後用射頻磁控濺鍍系統(magnetron sputteirng),以Tg = 720 ℃、功率90 W與壓力400 mtorr的條件下成長高溫超導體釔鋇銅氧(YBCO)薄膜,最後進行量測。經由4點量測比較3個樣品的臨界溫度(Tc),YBCO Tc = 85.4 K、TiO2-YBCO Tc = 86.8 K、SrO-YBCO Tc = 86.7 K,可以得知在經過熱處理後的基板成長YBCO薄膜會有更好的Tc。之後利用SQUID量測進行比較發現經過熱處理的樣品一樣擁有較高的超導轉變溫度,但在將磁化強度轉換成磁化率時發現在SrO-YBCO中發現有明顯之順磁性效應,此效應即為順磁性麥斯納效應。 之後我們針對YBCO、TiO2-YBCO和SrO-YBCO的磁性量測做比較,YBCO、TiO2-YBCO和SrO-YBCO的Hc1(0)分別6.82 Oe、10.03 Oe和10.41 Oe,Hc2(0)分別為4.59 T、5.31 T和5.11 T,之後再計算出YBCO、TiO2-YBCO和SrO-YBCO的相干長度(ξ)與倫敦穿透深度(λ),最後利用磁滯曲線計算出臨界電流密度(Jc),利用外加磁場(H)與臨界電流密度(Jc)擬和釘扎力(Fp)與外加磁場(H)關係圖。藉由擬合釘扎力的結果可以推斷YBCO多數在二維釘札附近,與SrO-YBCO差不多,但TiO2-YBCO多數值都在一、二維混合釘札。
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    光激發極化銣原子磁共振現象之研究
    (2024) 王俊祺; Wang, Chun-Chi
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    利用 BiLSTM 與 CNN 深度學習以分類異常心電圖疾病特徵
    (2025) 江哲宇; Jiang, Jhe-Yu
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    利用腦磁圖儀及混頻聲音刺激探討大腦聽覺皮質對於頻率的處理機制
    (2015) 崔暎玗; TSUI, Ying-Yu
    過去研究指出初級聽覺皮質處理聲音頻率的特性,是活化的皮質隨著音高有著依序排列的現象,初級聽覺皮質不同的區塊對映著不同音高的反應,我們希望藉由混頻聲音刺激下的強度比較,更進一步來推測聽覺皮質處理不同頻率聲音時的處理機制。故本研究將利用低溫超導量子干涉元件(Superconducting Quantum Interference Device,SQUID)組成之128通道腦磁圖儀(Magnetoencephalography,MEG)系統,來深入探討由混頻聲音刺激所造成聽覺腦磁訊號。藉由觀察磁場的等位線分佈圖(magnetic isofield contour map)及電流密度(Current Density Reconstruction,CDR)推算腦磁訊號源的結果,來分析混頻聲音刺激下所對應到大腦皮質層活化區域的差異。 受試者共十位聽力正常符合實驗需求的受試者來參加實驗。本研究實驗設計採用三種不同的混頻聲音刺激,以進行腦磁波的量測。結果顯示高頻聲音刺激活化位置越往聽覺皮質區的深層發展。從活化強度上來分析,對於第三種的混頻音經由帶通濾波劃分為兩種刺激,與單獨兩種刺激在活化強度上並沒有明顯差異,因而我們推測聽覺皮質趨向於獨立處理不同頻率的聲音。
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    利用腦磁圖儀探討生理痛及精油芳香對工作記憶之認知面向研究
    (2020) 廖雄一; Liao, Hsiung-Yi
    本研究探討由工作記憶對女性生理痛以及透過芳香精油對認知面向的影響。在實驗過程中,我們主要用腦磁圖儀(MEG)測量受試者的大腦活動和行為的數據。 這項研究總共有18位健康女性參與實驗,並使用了全腦式306 陣列感測器腦磁圖儀(Magnetoencephalography, MEG)記錄了四種狀態,正常狀態、正常芳香精油狀態、生理期狀態和生理芳香精油狀態期間的行為表現、放鬆期間大腦α波強度和M170腦區活化強度。在實驗之前,受試者必須填寫疼痛強度量表。實驗設計如下:首先,受試者將看到連續5個0~9隨機的數。接下來,屏幕上將顯示兩個數字,然後受試者必須回答這兩個數字是否與先前出現的數字相同。在這項研究中,我們記錄了M170出現的時間、在M170出現時腦區活化強度和答題反應時間和正確率。 這些參與者在生理痛狀態(生理、生理芳香精油)和正常狀態(正常、正常芳香精油)相比表現出更高的疼痛評分。在放鬆期間大腦α波強度,正常芳香精油狀態與生理芳香精油狀態期間幾乎上升了。視覺工作記憶測試通過MEG和MRI分析在枕下顳葉周圍引起M170潛伏期的時空分辨率和活化源強度之高時空分辨率。與活化源強度相比,生理痛期間,給予芳香精油後活化源強度降低,驗證芳香精油對生理痛狀態影響之效應。
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    利用腦磁圖儀研究人類在不同單一頻率的聲音刺激下顳葉區活化位置
    (2014) 李柏增
    本研究是利用128通道全腦式腦磁圖儀來探討人類大腦聽覺皮質反應,在本文中我們著重討論在不同頻率的聲音刺激下,聽覺誘發的開端反應On-response(on-N1m)與終端反應Off-response(off-N1m)的空間演化特性。我們將受測者利用左耳及右耳分別聆聽250Hz, 1000Hz, 2000Hz的單調音時所產生的聽覺誘發磁場記錄下來,實驗總共有15位自願性的受測者參加這個試驗,在實驗中,我們成功的利用腦磁圖儀擷取到受測者左腦和右腦的聽覺誘發磁場,發現耳朵接收到不同頻率的聲音刺激後,左右腦都會產生On-N1m及Off-N1m訊號,接著利用單一等效電流偶極(equivalent current dipole, ECD)分別計算左腦和右腦的聽覺誘發磁場的發生機率和活化區域,根據On-N1m的數據統計可以發現左右耳接受聲音刺激時,對側腦的發生機率較高,且三頻率在對側腦的X方向上活化位置頻率越高,其大腦活化的分布較深層,經由統計方法T-test計算出250Hz和2000Hz的活化位置達顯著差異(p<0.05)。再根據Off-N1m的數據計算,大腦在接收到左右耳的聲音刺激結束後,皆以右半腦誘發的機率較高,在左耳接受聲音刺激下的右半腦活化位置看似有趨向性,但在統計上並無顯著差異,造成此結果的因素可能為有效人數不足或Off-N1m的訊號較弱不易觀測到或個體上差異,也可能本來就沒有趨向性。
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    利用腦磁圖儀進行人類在單調音刺激下顳葉區的活化特性研究
    (2016) 沈正傑; Shen, Cheng-Chieh
    本研究是利用128通道全腦式腦磁圖儀來探討人類大腦聽覺皮質反應,在本文中我們著重討論在聽覺皮質對於單調音刺激活化特性與不同音頻率刺激下顳葉區活化強度差異性探討,聽覺誘發的開端反應On-response (on-N1m)與終端反應Off-response (off-N1m)的ECD活化強度比較。本實驗將受測者利用左耳及右耳分別聆聽250 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz的單調音時所產生的聽覺誘發磁場記錄下來,實驗總共有9位自願性的受測者參加這個試驗,在實驗中,我們發現耳朵接收到不同頻率的聲音刺激後,左右腦都會產生On-N1m及Off-N1m訊號,接著利用單一等效電流偶極(equivalent current dipole, ECD)分別比較左腦和右腦的聽覺誘發磁場的活化強度,以腦區主控性而言,On-N1m不管是左耳聲音刺激或右耳聲音刺激皆顯示對側腦的ECD強度較同側腦強,然而在左、右耳對側腦和左、右耳同側腦比較中,發現左耳與右耳的顳葉區ECD活化強度沒有顯著差異,以頻率而言,發現左耳或是右耳聲音刺激頻率1000 Hz活化強度大於250 Hz且具有顯著差異,左耳聲音刺激對於頻率2000 Hz 活化強度小於1000 Hz且具有顯著差異,左耳或是右耳聲音刺激下對側腦對於頻率2000 Hz的活化強度略大於頻率250 Hz。 由本實驗我們可以發現聽覺刺激是由對側腦主控,然而左耳與右耳聽覺接收能力並沒有差異性,並且人類大腦聽覺皮質最能接收到的頻率為1000 Hz 附近的音頻,若是頻率提高有接收程度下降的趨勢。
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