De alta resolución Magnética Funcional por imágenes de los métodos de resonancia cerebro medio humano

El objetivo general de este procedimiento es medir las señales FMRI de alta resolución en el mesencéfalo y el tronco encefálico humanos. Esto se logra presentando primero el estímulo visual apropiado al sujeto de investigación. A continuación, un conjunto óptimo de RMF.

Se utilizan procedimientos y parámetros para recopilar datos y los datos se analizan utilizando una combinación de técnicas de análisis estándar y basadas en superficie. El paso final es superponer los datos en una representación de superficie 3D para su visualización. En última instancia, la RMF de alta resolución se utiliza para mostrar una representación topográfica del ángulo polar a la estimulación visual en el colo superior humano.

La principal ventaja de esta técnica sobre los métodos existentes para estructuras subcorticales es que somos capaces de lograr una alta resolución al tiempo que superamos la baja relación señal/ruido asociada con la RMF de alta resolución. Somos capaces de hacer esto mediante el uso de técnicas especializadas de análisis y adquisición de imágenes. Aunque este método fue diseñado específicamente para obtener imágenes de la función en el colo superior humano, también se puede aplicar a otras regiones subcorticales como el núcleo ululado lateral, el colo inferior o el núcleo subtalámico.

Para obtener un ángulo polar, el mapa atópico de la retina en el Colus superior primero estableció un paradigma funcional utilizando una cuña de 90 grados de puntos en movimiento como estímulo. El estímulo se divide en dos por tres sectores virtuales, con puntos en uno de los sectores elegidos al azar en cada prueba para que se mueva más lento o más rápido que todos los demás puntos. A continuación se muestra un ejemplo de prueba con los puntos del sector central izquierdo moviéndose más rápido que los puntos de otros sectores.

Después de cada prueba, la cuña gira alrededor de la fijación en incrementos de 30 grados para que el estímulo complete un ciclo completo con un período de 24 segundos. Cada corrida consta de nueve rotaciones y media del estímulo y las sesiones experimentales deben incluir de 16 a 18 corridas antes de la exploración. Pida a cada sujeto que practique la tarea visual para cada prueba de dos segundos.

Instruya al sujeto para que de forma encubierta, preste atención a la cuña y realice una tarea de discriminación de velocidad mientras mantiene la fijación. Con la pulsación de un botón, el sujeto debe indicar si los puntos de uno de los sectores se mueven más rápido o más lento que otros sectores antes de escanear la resonancia magnética estándar. Coloque el sujeto en la mesa del escáner y coloque la bobina de RF sobre la cabeza.

Luego, asegúrese de asegurar la cabeza del sujeto con almohadillas de espuma para minimizar el movimiento de la cabeza. Explique que la RMF es particularmente sensible a los artefactos de movimiento, especialmente a las altas resoluciones espaciales utilizadas en este estudio. También coloque una botonera COMPATIBLE con resonancia magnética en una mano y dé instrucciones sobre qué botón presionar durante la tarea.

El estímulo se proyecta en una pantalla de visualización que se visualiza mediante un espejo montado en la bobina. El colo superior humano es una estructura pequeña pero distinta, de unos nueve milímetros de diámetro, situada en la superficie dorsal del mesencéfalo, y se requieren múltiples series de imágenes con localizadores para su localización precisa. Ejecute los localizadores a lo largo de los planos sagital, axial y coronal.

Ahora use estas imágenes del localizador para prescribir con precisión el colo superior con ocho a 10 cortes contiguos. A continuación, obtenga imágenes estructurales ponderadas T one de alta resolución utilizando una secuencia SPGR tridimensional. Estas imágenes se utilizarán para alinear los datos de FMRI con un volumen de referencia estructural de alta resolución que debe obtenerse en una sesión separada.

A continuación, se configura para la obtención de imágenes funcionales utilizando una adquisición de trayectoria en espiral de tres disparos para obtener un tamaño de píxel simple de 1,2 milímetros. Establezca el tiempo de eco en 40 milisegundos, que es más largo que el que se usa normalmente en la corteza, lo que corresponde a un valor medido más largo de T conjunto de dos estrellas. TR a un segundo para que se adquiera un volumen cada tres segundos.

Cuando esté listo, comience el examen mientras ejecuta el paradigma funcional. Una vez que se hayan completado las imágenes funcionales, obtenga otra serie de imágenes estructurales T one de alta resolución en una sesión separada. Para cada sujeto, obtenga un volumen de referencia de alta resolución utilizando una secuencia ponderada T one que proporcionará un buen contraste tisular.

Esta secuencia tendrá una duración aproximada de 28 minutos. Una vez completadas las imágenes, utilice una combinación de técnicas automáticas y manuales proporcionadas en el software ITK SNAP para segmentar partes del tronco encefálico y el tálamo en el volumen de alta resolución. La interfaz del tejido del líquido cefalorraquídeo del colículo superior se interpola a partir de la segmentación mediante teselación de densidad ISO y luego se refina para producir una representación de superficie suave y precisa.

Esta superficie proporciona vértices y normales que se utilizan para cálculos laminares, así como un medio para visualizar datos funcionales. El análisis descrito utiliza el paquete de software Mr.Vista, así como herramientas desarrolladas en el marco Mr.Vista. Comience inicializando una sesión y eligiendo la opción de normalizar espacialmente la intensidad de los datos promedio para reducir los efectos de la bobina en la homogeneidad y descartar la primera mitad del ciclo de imágenes.

Para evitar el equilibrio transitorio de la RM y los efectos hemodinámicos. A continuación, abra el software Mr.Vista. A continuación, realice correcciones de movimiento del sujeto y temporización de cortes.

A continuación, promedie las múltiples ejecuciones registradas dentro de cada sesión. Para mejorar la SNR, alinee los datos estructurales de la sesión FMRI con el volumen de referencia. Cargue la alineación y la segmentación en Mr.Vista.

A continuación, transforme los datos de la serie temporal funcional en el volumen de referencia segmentado. En los siguientes pasos, utilice herramientas desarrolladas en el marco Mr.Vista. Calcule un mapa de distancia calculando la distancia entre cada vóxel de tejido SC y su vértice más cercano en la superficie SE.

Estas distancias se utilizan para medir la posición laminar dentro del volumen de referencia. A continuación, realice un proceso de segmentación laminar para permitir el promedio de profundidad de los datos de series temporales para mejorar la SNR. Para cada punto de la superficie SC, utilice estas asociaciones laminares para promediar las series temporales en un rango de profundidad especificado para analizar la representación topográfica de los datos.

Realice un análisis de coherencia en la serie temporal media de profundidad ajustando una sinusoide a la frecuencia de repetición del estímulo para cada vóxel a partir de este ajuste deriva mapas de superficie de respuesta, amplitud, coherencia y fase. La fase de ajuste sinusoidal medirá la posición del estímulo. Aquí vemos los datos de fase superpuestos en una superficie 3D de la fase cero SC corresponde al meridiano vertical superior.

Luego, el estímulo gira en el sentido de las agujas del reloj, por lo que un pastel en dos fases corresponde a cuando el estímulo ha rotado al meridiano horizontal en el campo visual derecho. Después de PI radián de fase, el estímulo cruza al campo visual izquierdo y así sucesivamente. La respuesta a la estimulación visual se representa contral lamente en el SC IE, el campo visual izquierdo se representa en el SC derecho y viceversa.

Los límites de toda la extensión superficial del SC están marcados por líneas discontinuas rojas. Existe una organización topográfica de la actividad. El campo visual superior derecho se representa medialmente en el colono izquierdo y el campo inferior se representa lateralmente.

Del mismo modo, el campo visual superior izquierdo se representa medialmente a la derecha, el colículo y el inferior se representa lateralmente. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar FMRI de alta resolución en el mesencéfalo humano y el tronco encefálico en particular, debería poder comprender cómo presentar un estímulo visual. Recopile datos FMRI de alta resolución, realice análisis estándar y basados en superficies y, finalmente, represente los datos en una superficie 3D para obtener mapas temáticos de Tino en la superficie del colículo superior.