Bewertung von Kognitionstests mit einem computergesteuerten, berührungsempfindlichen Tablet, Augenverfolgung und funktionelle Magnetresonanztomographie

Wir entwickeln MRT-Technologien zur Untersuchung der Gehirnstruktur und -funktion. Wir wollen das Verständnis neurologischer Erkrankungen verbessern und einen verstärkten Einsatz von MRT in klinischen Anwendungen unterstützen, einschließlich bildgeführter Behandlungen. Ein berührungsempfindliches Digitalisierungstablet ermöglicht natürliches Schreiben und Zeichnen während einer funktionellen MRT der Gehirnaktivität.

Diese Technologie bietet neue Möglichkeiten, die Beziehungen zum Gehirnverhalten zu bewerten. fMRT muss sehr sorgfältig durchgeführt werden. Der Teilnehmer muss rückenliegend liegen und den Kopf ruhig halten.

Die Tablet-Technologie darf keine magnetischen Kräfte erzeugen, radiofrequente Erwärmung oder Hochfrequenzstörungen. Die neuronalen Schaltkreise, die durch Standard-kognitive Tests mit Schreib- und Zeichenverhalten aktiviert werden, sind schlecht verstanden. Unsere FMRI-Ergebnisse helfen Forschern und Klinikern, kognitive Testergebnisse besser zu interpretieren.

Untersuchung einer visuellen propriozeptiven okulärmotorischen und handmotorischen Prozesse, die auf den Ebenen von Gehirnaktivität und -verhalten iterieren. Neben der Entwicklung breit gefächerter fMRT-Studien mit verbesserter ökologischer Validität. Zu Beginn befestigen Sie das Tablet am Rahmen und befestigen Sie die MRT-kompatible Videokamera.

Tragen Sie frisches blaues Klebeband auf der Tablet-Oberfläche auf, damit die gesamte Berührungsfläche ohne große Falten bedeckt ist. Entferne überschüssiges Klebeband von den Rändern des Tablets. Bringen Sie das Tablet, den Stift, das Tablet-Linkkabel und die Tablet-Videokamera-Linkkabel in den Magnetraum.

Verbinden Sie die Tablet-Verbindung mit der Videokamera. Verbinde die Kabel mit der Magnetraumseite des HF-Durchschlagspanels. Dann schieben Sie die MRT-kompatiblen Tablet-Clips in die Geländer des Patiententischs und sichern auf jeder Seite zwei Clips.

Um das Tablet-System zu befestigen, montieren Sie die MRI-kompatible Rückprojektionsleinwand etwa zwei Meter vom Projektor entfernt in der Magnetbohrung. Platzieren Sie die MRT-kompatible Eye-Tracking-Kamera zwischen dem Projektorbildschirm und dem äußeren Rand des Magnetbohrers und stellen Sie sicher, dass die Kamerahalterung bündig mit der Kante des Bohrrohrs ist. Ziehen Sie die Kunststoffschrauben an der Halterung fest, um das Eye-Tracking-System zu sichern.

Bereiten Sie nun den Patiententisch vor, indem Sie die 64-Kanal-Kopfspule einbauen. Weisen Sie den Teilnehmer an, sich auf dem Rücken auf den Tisch zu legen und den Kopf vollständig in die Spirale zu legen. Setze Polsterung um den Kopf des Teilnehmers, um die Bewegung einzuschränken und eine sichere Passform zu gewährleisten.

Sichern Sie die Kopfspule und verwenden Sie den Landmark-Laser, um sicherzustellen, dass der Kopf des Teilnehmers in der Spule zentriert ist. Stellen Sie die Position des Kopfspulenspiegels so ein, dass der Teilnehmer die Rückprojektionsleinwand klar und ohne Hindernisse sehen kann. Dann wird die Tablet-Halterung über die Taille des Teilnehmers gelegt, sodass die berührungsempfindliche Oberfläche bequem ruht, um Schreib- und Zeichenbewegungen zu unterstützen.

Legen Sie nun den Tablet-Stift in die dominante Hand des Teilnehmers und weisen Sie ihn an, ihn wie einen Stift zu halten. Bitten Sie den Teilnehmer, alle vier Ecken der Tablet-Oberfläche mit dem Stylus zu berühren, um Reichweite und Komfort zu beurteilen. Passen Sie die Montageposition an und fügen Sie bei Bedarf Polsterung unter dem Ellbogen hinzu, um den Komfort oder den Zugang mit Velcro-Gurten zu verbessern.

Befestigen Sie das Tablet-System am Patientenbett. Schieben Sie langsam sowohl das Teilnehmer- als auch das Tablet-System in den Magnetbohrer, wobei Sie darauf achten, dass das Tablet den Bohrrand nicht berührt und die Kabel unverheddert bleiben. Auf dem Videokamera-Computer des Tablets starten Sie das EXE-Programm der Videokamera.

Erstellen Sie dann eine neue Screenshot-Session für den Teilnehmer. Nach den Empfehlungen des EyeLink 1000 Plus-Benutzerhandbuchs konfigurieren Sie die Schwellenwerte für Pupillen- und Hornhautreflexion sowie kalibrieren und validieren Sie die Augenverfolgungskamera. Um die Eye-Tracking-Kamera so anzupassen, dass sie auf das rechte Auge des Teilnehmers fokussiert, wechsle zwischen den Kameraansichten, feine Abstimmung des Objektivs und passe den Beleuchter an, bis die Ansicht optimiert ist.

Sobald die Werte der Pupillen-Schwelle und der Hornhautreflexion akzeptabel sind, dokumentieren Sie diese und starten Sie die Neun-Punkte-Kalibrierung. Dann validiere die Kalibrierung. Zeichnen Sie sowohl den durchschnittlichen als auch den maximalen Validierungswinkel auf, bevor Sie mit dem FMRI-Experiment beginnen.

Als Nächstes verwenden Sie den Stimulus-Response-Computer, um mit der Kalibrierung der Tablet-Touch-Oberfläche zu beginnen. Weisen Sie den Spieler an, den Stiel zu benutzen, um die drei Ziele, die innerhalb der vorgegebenen Zeitlimits auf dem Bildschirm erscheinen, nacheinander zu berühren und loszulassen. Sobald die Kalibrierung abgeschlossen ist, starten Sie die referenzierte Grafikbearbeitungsanwendung.

Weisen Sie den Teilnehmer an, frei zu zeichnen, um eine genaue Sti-Verfolgung zu bestätigen. Machen Sie den Teilnehmer nun mit tablet-basiertem Schreiben vertraut, indem Sie ihn bitten, eine selbstgesteuerte Trainingsaufgabe zu erledigen, die in wichtigen Tremorstudien verwendet wird. Um den Teilnehmer mit dem TMT vertraut zu machen, führen Sie ihn durch eine vereinfachte Trainingsversion von TMT-A und TMT-B, jeweils mit 12 Elementen.

Dann wechseln wir zwischen vollwertigen Versionen von TMT-A und TMT-B mit neu arrangierten Objekten unter Verwendung experimenteller Aufgabenzeitpunkte. Überwachen Sie die Leistung des Teilnehmers während der gesamten Zeit, um sicherzustellen, dass das Tablet korrekt kalibriert bleibt und die Aufgabe genau ausgeführt wird. Beginnen Sie nun die Eye-Tracking-Session, indem Sie im Bildschirmaufnahmeprogramm auf dem Tablet-Videokameracomputer 'Aufnahme starten' auswählen.

Dann öffne am Stimulus-Response-Computer das TMT-Run1_slow. ebs2 Prime-Skriptdatei mit E-Run. Geben Sie die Teilnehmer-ID und die Sitzungsnummer ein, wenn das E-Run-Skript dazu auffordert.

Während des Laufs wird einem Labormitglied zugeteilt, das die Augenverfolgungsdaten überwacht, um gleichzeitig ein stabiles Signal sicherzustellen. Lassen Sie ein zweites Labormitglied die Leistung des Teilnehmers bei der TMT-Aufgabe beobachten, um sicherzustellen, dass Anweisungen befolgt werden und keine technischen Probleme wie unzuverlässige Projektion oder Stylist-Tracking vorliegen. Bitten Sie das zweite Labormitglied, auch eventuelle Fehler in der TMT-A- oder TMT-B-Leistung zusammen mit der zugehörigen Studiennummer zu dokumentieren.

Nach Abschluss des Durchlaufs wird die Aufnahme des Augentrackers gestoppt. In der SR-Forschungsbildschirm-Recorder-Software führen Sie eine Ein-Punkt-Drift-Prüfung durch, indem Sie Drift Correct auswählen. Für Durchlauf Zwei starten Sie die Eye-Tracking-Aufnahme auf dem Tablet-Videokameracomputer neu. Auf dem Stimulus-Response-Computer öffnen Sie den TMT-Run2_slow.

ebs2 E-Run-Skriptdatei. Geben Sie dieselbe Teilnehmer-ID und Sitzungsnummer ein, die in Run One verwendet werden. Wiederhole die Aufgabenanweisungen, sobald das Experiment abgeschlossen ist.

Führen Sie eine letzte Eyetracking-Validierung durch und notieren Sie die durchschnittlichen und maximalen Fehlerwerte. Dann auf Datei klicken und dann auf schließen in der Augenverfolgungssoftware, um die Daten zu finalisieren und zu exportieren. Entfernen Sie den Teilnehmer aus dem Magnetrohr und beginnen Sie mit dem Entfernen der Ausrüstung.

Schalten Sie schließlich alle Computer und Geräte aus. In den ersten Sekunden von TMT-A und TMT-B suchten die Teilnehmer mit dem Blick nach Zielen, bevor sie die Stylusbewegung über alle gezeigten Zeitintervalle einleiteten. Der Blick folgte konsequent der Stylus-Verknüpfungsbewegung sowohl in TMT-A als auch TMT-B. Die Fertigstellungszeit war bei TMT-B tendenziell länger als bei TMT-A.

Die Sekunden pro Link zeigten einen Trend, bei TMT-B höher zu sein als bei TMT-A. Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen TMT-A und TMT-B in den Verknüpfungsperioden, den Dauern der Nicht-Verknüpfungsperioden, der Gesamtdistanz, der zusätzlichen zurückgelegten Distanz oder der Distanz pro Verbindung festgestellt. Die Stiftkraft tendierte während TMT-B leicht höher als bei TMT-A, und die Blinkzahl pro Studie war während TMT-B signifikant höher.

Die Blink-Rate blieb in TMT-B trotz Berücksichtigung der Abschlusszeitunterschiede deutlich höher. Der Prozentsatz der Fixierungszeit war während TMT-B signifikant niedriger als während TMT-A. Das funktionelle MRT zeigte eine weit verbreitete positive Hirnaktivierung während sowohl TMT-A als auch TMT-B im Vergleich zur visuellen Fixierung.

Die Hirnaktivierung umfasste Bereiche wie das Kleinhirn, die Parietallappen, den Okzipitalgyri und die Frontalbereiche. Es wurden keine signifikanten Unterschiede in der Gehirnaktivierung beobachtet, wenn TMT-B direkt mit TMT-A gegenübergestellt wurde.