אנו מציגים פרוטוקול לניתוח נתוני הדמיית תהודה מגנטית תפקודית כדי לחקור שינויים בפעילות עצבית ספונטנית בחולי רטיניטיס פיגמנטוזה באמצעות שיטת הומוגניות אזורית וקישוריות תפקודית משולבת.
Method Article
אנו מציגים פרוטוקול לניתוח נתוני הדמיית תהודה מגנטית תפקודית כדי לחקור שינויים בפעילות עצבית ספונטנית בחולי רטיניטיס פיגמנטוזה באמצעות שיטת הומוגניות אזורית וקישוריות תפקודית משולבת.
שיטת הומוגניות אזורית משולבת (ReHo) וקישוריות תפקודית (FC), סוג של שיטת הדמיית תהודה מגנטית תפקודית לא פולשנית (fMRI), שימשה להערכת שינויים בפעילות עצבית סינכרונית ברטיניטיס פיגמנטוזה (RP). מטרת מחקר זה היא לתאר את השיטה שלנו לניתוח סנכרונים תוך-אזוריים ובין-אזוריים של שינויים בפעילות העצבית בחולי RP. היתרונות של שיטת ReHo ו-FC המשולבת הם שהיא גם לא פולשנית וגם רגישה מספיק כדי לחקור שינויים בפעילות העצבית הסינכרונית של המוח in vivo. כאן, 16 חולי RP ו-14 קבוצת ביקורת בריאה בגיל, מין והשכלה עברו סריקות fMRI במצב מנוחה. שני מבחני t לדוגמה נערכו כדי להשוות בין ReHo ו-FC בין קבוצות. התוצאות שלנו הראו כי ניתוק רשת הראייה וארגון מחדש של המסלול הרטינו-תלמוקורטיקלי וזרם הראייה הגבי התרחשו בחולי RP. כאן, אנו מתארים את הפרטים של שיטה זו, השימוש בה וההשפעה של הפרמטרים העיקריים שלה בצורה שלב אחר שלב.
דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI) היא שיטה לא פולשנית שניתן להשתמש בה כדי לחקור שינויים בתפקוד המוח ובמבנה in vivo. הומוגניות אזורית (ReHo) וקישוריות תפקודית (FC) משמשות לעתים קרובות להערכת סנכרונים תוך-אזוריים ובין-אזוריים של פעילות המוח. ReHo, מתודולוגיית fMRI במצב מנוחה, משמשת לחישוב הדמיון בין סדרות הזמן של ווקסל נתון לשכניו הקרובים ביותר, המשקף את הסנכרון המקומי של פעילויות המוח1. FC משמש לחקירת הדמיון בין סדרות זמן אזוריותמרוחקות מרחבית 2.
טכנולוגיית fMRI יכולה להציע הערכה אובייקטיבית של תפקוד הראייה בהקשר של ניהול מחלות עיניים. כאן, אנו מציגים פרוטוקול מתודולוגי המשלב שיטות ReHo ו-FC כדי לחלוק את הניסיון הזה ולתמוך בהפצת המומחיות שלנו. בעבודה הנוכחית, השתמשנו בפרוטוקול ReHo ו-FC בנבדקי רטיניטיס פיגמנטוזה (RP) ובבקרות בריאות (HCs) כדי לפרט את פרטי ההליך. RP היא מחלת עיניים תורשתית חמורה המאופיינת בפגיעה בראיית לילה ואובדן ראייה מתקדם 3,4. מוטציה גנטית היא גורם הסיכון העיקרי ל-RP. מוות של תאי קולטני אור מוט וחרוט מוביל לאובדן ראייה היקפית ולבסוף לעיוורון בחולי RP. מחקרי הדמיה מוחית קודמים הראו חריגות מבניות ותפקודיות בקליפת המוח הראייתית ובמסלול הראייה של חולי RP 5,6,7. יתר על כן, נעשה שימוש בהדמיית טנזור דיפוזיה כדי לחקור את שלמותם של צרורות סיבי החומר הלבן. חולי RP הראו מקדם דיפוזיה נראה גבוה משמעותית, ערך עצמי עיקרי וערך עצמי אורתוגונלי, כמו גם אניזוטרופיה חלקית נמוכה משמעותית בעצבי הראייה, בהשוואה ל-HCs8.
כאן, מטרתנו הייתה לחקור סנכרונים תוך-אזוריים ובין-אזוריים של פעילות עצבית. בדקנו אם ערכי ה-ReHo הממוצעים וערכי ה-FC הממוצעים היו בקורלציה עם משתנים קליניים בחולי RP. השיטה שלנו עשויה לאפשר לחוקרים לקבל תובנות חשובות לגבי המנגנון העצבי של אובדן ראייה היקפית בחולי RP.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
פרוטוקול המחקר אושר על ידי ועדת האתיקה הרפואית של בית החולים רנמין באוניברסיטת ווהאן. כל המשתתפים מילאו טופס הסכמה בכתב.
1. סיווג וסינון משתתפים
2. רכישת נתוני fMRI
הערה: סורק MRI 3 T עם סליל ראש בעל שמונה ערוצים משמש בפרוטוקול זה.
3. עיבוד מקדים של נתונים והכנת תוכנה
הערה: התמונות הפונקציונליות המנותחות בפרוטוקול זה מעובדות מראש על ידי SPM8 וארגז הכלים לעיבוד וניתוח נתונים להדמיית מוח (DPABI, http://rfmri.org/dpabi)9 בהתבסס על MATLAB 2013a. בצע את שלבי העיבוד המקדים הבאים בנפרד עבור כל הפעלת fMRI.
4. ניתוח ReHo ו-FC
5. ניתוח סטטיסטי
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
במחקר שלנו, 16 אנשים עם RP ו-14 בקרות בריאות בהתאמה הדוקה בגיל, מין והשכלה עברו סריקות fMRI במצב מנוחה. שיטות ReHo ו-FC שימשו כדי לחקור את הפעילות העצבית התוך-סינכרונית והבין-סינכרונית באנשים RP. הבדלים משמעותיים ב-BCVA נצפו בין עין ימין (P < 0.001) לעין שמאל (P < 0.001), אך ההבדל במין, בגיל או במשקל בין הקבוצות לא היה משמעותי.
ה-RP וה-HCs מראים התפלגות מרחבית דומה במפות ReHo. עם זאת, ערך ה-ReHo של אזור הראייה בחולי RP היה נמוך משמעותית מזה של קבוצת הביקורת (איור 3A,...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
דוח זה מתאר פרוטוקול לחישוב ערכי ReHo ו-FC עבור קבוצות RP ו-HC והראה ערכי ReHo ו-FC שונים באופן משמעותי בין שתי הקבוצות. יש לציין כי שלב חשוב בתהליך זה הוא סיווג וסינון הדגימות לפני הניסוי. כאשר יישמנו פרוטוקול זה לניתוח שלנו, כל נבדקי ה-RP אובחנו על ידי שני רופאי עיניים מנוסים. לא כללנו חולי RP עם מחלות עיניים אחרות כגון גלאוקומה, קטרקט וניוון אופטי. בנוסף, ל-HCs שנרשמו למחקר שלנו אין מחלות לב, מחלות מוח או יתר לחץ דם. התוצאות מראות כי ערכי ReHo של קליפת המוח הראייתית ו-FC בין קליפת המו...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (NSFC, מס' 81470628, 81800872); תוכנית המו"פ הלאומית של סין (מס' 2017YFE0103400)
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| תוכנת BrainNet Viewer | מעבדת המפתח הלאומית לקוגניציה מדעי המוח ולמידה, BNU | BrainNet Viwer 2013 | BrainNet Viewer הוא כלי הדמיה של רשת המוח להמחשת דפוסי קישוריות מבניים ותפקודיים |
| תוכנת DPABI | המכון לפסיכולוגיה, CAS, בייג'ינג, סין | DPABI 4.3 | DPABI הוא ארגז כלים לעיבוד נתונים וניתוח הדמיית מוח. |
| MATLAB | MathWorks, Natick, MA, ארה"ב | 2013a | MATLAB היא שפת מחשוב טכנית ברמה גבוהה וסביבה אינטראקטיבית לפיתוח אלגוריתמים, ויזואליזציה של נתונים, ניתוח נתונים וחישוב מספרי. |
| סורק MRI | GE Healthcare, מילווקי | תוכנת MRI 3.0 | |
| SPM | Wellcome Center for Human Neuroimaging, UCL | SPM8 | SPM8 הוא עדכון משמעותי לתוכנת SPM, המכיל שיפורים תיאורטיים, אלגוריתמיים, מבניים וממשקים משמעותיים לעומת גרסאות קודמות. |
| SPSS SPSS | IBM, שיקגו, אילינוי, ארה"ב | SPSS גרסה 20.0 | SPSS מציעה ניתוח סטטיסטי מתקדם, ניתוח טקסט, יכולת הרחבה בקוד פתוח, אינטגרציה עם ביג דאטה ופריסה חלקה ביישומים. |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission