A التنفس-- التنفس طريقة الرنين المغناطيسي الوظيفي لدراسة وظيفة الإنسان الشمية

الهدف العام من هذا الفيديو هو تقديم وشرح طريقة فعالة وقابلة للتكيف بسهولة للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي من أجل استكشاف رسم خرائط نظام حاسة الشم البشري بشكل فعال دون تدخل التنفس الطبيعي. تتمثل إحدى عقبات استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الشمي لدراسة تنشيط الدماغ الذي يستجيب للرائحة والتحفيز ، في عدم تناسق التحفيز المتكرر للرائحة ، والذي ينتج عن عدم تزامن التنفس وتوصيل الرائحة. كما هو موضح هنا ، عندما لا يتزامن عرض الرائحة في نموذج تحفيز الرائحة في توقيت ثابت مع التنفس ، يمكن أن يحدث تحفيز الرائحة المتكرر في مراحل مختلفة من التنفس.

يتمثل حل هذه المشكلة في إعداد نموذج التصوير بالرنين المغناطيسي الشمي الناجم عن التنفس. يتم جمع بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الشمي الفعال عن طريق تصميم نموذج تحفيز حاسة الشم الناجم عن التنفس المرتبط بالحدث أولا على مقياس الشم الذي يقاوم التعود وأنماط الاستنشاق غير المتسقة. الخطوة الثانية هي تحضير الروائح للتحفيز الشمي ، مع الحرص على استخدام الروائح التي تقلل من التحفيز ثلاثي التوائم وتأثيرات التعود.

تتمثل الخطوة الثالثة في إعداد التجربة وتشغيلها في بيئة التصوير بالرنين المغناطيسي عن طريق تجميع مقياس الرائحة مع القدرة على تشغيل نموذج يعمل بالتنفس. الخطوة الأخيرة هي معالجة البيانات باستخدام برنامج ONSET لتحديد البداية الفعلية ومتجهات المدة للمنبهات. في النهاية ، هذه التقنية لديها القدرة على تسهيل الاستكشاف والوصلات الأكثر حساسية للنظام الشمي البشري.

هنا ، سوف نوضح كيفية إعداد تجربة التصوير بالرنين المغناطيسي الشمي الناجم عن التنفس باستخدام مقياس العطرة ETT. لإنشاء نموذج ، قم بتعيين قنوات الرائحة لروائح معينة. هناك ست قنوات رائحة متوفرة في نظام قياس الرائحة هذا.

إدخال وتحرير تسلسل وتوقيت فتح وإغلاق هذه القنوات. اضغط على زر إعداد النموذج على شاشة اللمس. لإدخال أو تحرير تسلسل فتح وإغلاق قنوات الرائحة ، اضغط على الزر تحرير لتسلسل الصمام.

عند الانتهاء ، اضغط على تعديل زر مرة أخرى للخروج من وضع التحرير. لإدخال أو تحرير معلمات التوقيت لفتح وإغلاق قنوات الرائحة ، اضغط على الزر ضبط للتسلسل الزمني. عند الانتهاء ، اضغط على الزر "تعيين" مرة أخرى للخروج من وضع التحرير.

بعد الانتهاء من إعداد النموذج ، اضغط على زر العودة للعودة إلى النافذة الرئيسية. يظهر في هذا الفيديو نموذج تحفيز بسيط لنفس الرائحة بنفس التركيز. يتشابك كل عرض تقديمي للرائحة مع تقديم الهواء النقي.

في هذا النموذج ، يتم تقديم نفس الرائحة 12 مرة. في كل مرة ، يستمر عرض الرائحة لمدة ست ثوان مع فترات زمنية متغيرة بين عروض الرائحة. اضبط مدة فتح الصمام وإغلاق الصمام وفقا لذلك.

في هذا العرض التوضيحي ، يتم تحضير تركيز واحد من زيت اللافندر. نستخدم زيت اللافندر بسبب الحد الأدنى من التحفيز ثلاثي التوائم وتنشيط مناطق معينة من الدماغ. يمكن أن تختلف تركيزات الرائحة اعتمادا على الرائحة المختارة.

اختر التركيزات بناء على عتبة الإدراك المثالية للرائحة. من خلال تغيير التركيز ، نقلل من احتمالية التعود على رائحة. لتحضير التركيزات ، اخلطي زيت اللافندر مع البروبيلين جلايكول.

البروبيلين جلايكول هو مذيب شائع الاستخدام للروائح وهو مستقر وعديم الرائحة تقريبا. بعد خلط جميع المحاليل كما هو موضح في تصميم النموذج ، اسكب نفس الكمية من الروائح في كل زجاجة حاوية. ثم قم بتوصيل الزجاجات بحامل الرائحة بالترتيب الصحيح.

لإعداد مقياس الرائحة في التصوير بالرنين المغناطيسي ، ضع حامل الرائحة في غرفة المغناطيس بجوار الجهاز. قم بتشغيل الأنابيب من خلال دليل الموجة للاتصال بالناقل ، مع الحرص على أن يتطابق ترتيب الأنابيب مع الترتيب المتصل بمقياس الحاسة. للسهولة ، نقوم بترميز أنابيبنا الملونة لتتناسب مع قنوات الرائحة.

قم بتشغيل الجهاز. اضبط تدفق الهواء الرئيسي ، حسب الضرورة ، بالإضافة إلى معدلات التدفق الفردية للناقل والتدفق. بعد ذلك ، قم بتوصيل حزام التنفس بمقياس الرائحة وقم بتشغيل الحزام من خلال دليل الموجة.

سيسجل الحزام نشاط التنفس للموضوع ، بالإضافة إلى استخدام مشغل التنفس. أحضر الموضوع إلى غرفة المغناطيس وضع قناع الوجه على الموضوع. عندما يكون الشخص مستلقيا ، ضع حزام الجهاز التنفسي حول صدره أو بطنه حيث يوجد حدث تنفس واضح.

تحقق من نمط التنفس على شاشة مقياس العطرة. إذا كانت الأمواج مستقرة ، يتم تثبيت الحزام بإحكام شديد ولن يعمل مشغل التنفس بشكل صحيح. اضبط الحزام حتى يمكن رؤية أثر التنفس الكامل ، حيث أن إشارات ذروة التنفس الواضحة ضرورية للتنفيذ الناجح لنموذج الناجم عن التنفس.

قم بإنشاء مجلد بيانات على مقياس الرائحة لتخزين بيانات التنفس. يجب اختبار تزامن عرض الرائحة مع التنفس للتأكد من دقته باستخدام فحص النموذج وضبط وقت تأخير الزناد، حسب الضرورة. اضغط على زر Paradigm Check على شاشة اللمس وراقب ما إذا كان توصيل الرائحة يحدث أثناء مرحلة الاستنشاق من دورة التنفس.

يتم تمييز فترة توصيل الرائحة باللون الوردي على أثر التنفس. إذا بدأ توصيل الرائحة أثناء مرحلة الزفير، للعودة إلى إعداد النموذج، اضبط تأخير الزناد في التسلسل الزمني ثم أعد التحقق من النموذج. اضبط النموذج على وضع Trigger In بحيث يتم تشغيل تنفيذ نموذج تحفيز الرائحة بواسطة مسح التصوير بالرنين المغناطيسي.

ثم حدد وظيفة بدء تشغيل التنفس. النموذج جاهز الآن للتشغيل. بمجرد اكتمال نموذج تحفيز الرائحة ، تحقق من بيانات التنفس المحفوظة في مقياس الشم.

يتضمن هذا الملف تتبع التنفس والطابع الزمني لكل صورة تصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفية ، ومشغل التنفس ، وفتح وإغلاق كل قناة رائحة ، واستجابة الموضوع ، باستخدام جهاز استجابة. يمكن معالجته باستخدام برنامج ONSET للحصول على نواقل ومدد بدء التحفيز الفعلية لمعالجة بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي. يمكن تشغيل ONSET في الجهاز الظاهري IDL.

للحصول على نواقل ومدد بدء تحفيز الرائحة، انقر فوق التحقق من صحة التنفس. قم بتحميل ملف بيانات التنفس الذي تم حفظه من مقياس الرائحة وقم بتعيين معلمات المعالجة اللاحقة لمعالجة ONSET. قم بتشغيل ONSET.

الكشف تلقائيا عن نواقل بداية التحفيز الفعلية ، وبداية كل استنشاق أثناء توصيل الرائحة ، بناء على توقيت ظهور الرائحة وتتبع التنفس. يمكن استخدام النتائج ، بما في ذلك متجهات البداية والمدة ، في معالجة بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي. معالجة بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي باتباع الإجراءات القياسية.

فيما يلي مثال على معالجة البيانات باستخدام SPM8. استخدم إما أرقام الصور أو المتجهات والمدد الابتدائية في ثوان من إخراج البداية ، اعتمادا على وحدة التوقيت المختارة لتصميم نموذج SPM. قم بإنشاء خريطة إحصائية بارامترية على المستوى الفردي من خلال ملاءمة نموذج التحفيز باستخدام متجهات البداية والمدة الفعلية للبيانات الوظيفية باستخدام وظيفة الاستجابة الديناميكية الدموية الأساسية.

فيما يلي مثال على تنشيط القشرة الشمية الأولية التي تستجيب لتحفيز الرائحة. على عكس نموذج تحفيز الرائحة الناجم عن التنفس ، على سبيل المثال ، نموذج التوقيت الثابت الذي يمكننا رؤيته هنا من نفس الموضوع ، لا يتم تشغيل توصيل الرائحة عن طريق نشاط التنفس. نظرا لعدم وجود سيطرة على تنفس الشخص ، فهناك تباين كبير في كمية الرائحة التي يتم استنشاقها.

باتباع الإجراء القياسي لمعالجة بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي هذه بنفس العتبة الإحصائية المستخدمة لبيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي السابقة التي يسببها التنفس ، لم يتم الكشف عن أي تنشيط كبير في القشرة الشمية الأولية. ومع ذلك ، عند تنفيذ مشغل التنفس ، تتم دائما مزامنة عرض الرائحة مع الاستنشاق ، مما يحسن من اتساق ودقة تحفيز الرائحة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد للممارسة الحالية للتصوير بالرنين المغناطيسي الشمي باستخدام نموذج مرتبط بالتنفس المرتبط بالحدث.

بمجرد إتقان التقنية الموضحة في هذا الفيديو ، يمكن تطبيق المزيد من طرق تصميم وتحليل نموذج التحفيز الشمي لرسم خريطة لوظائف الجهاز الشمي المركزي البشري ومواصلة استكشاف العجز الشمي في الأمراض التنكسية العصبية.