コンピュータ化されたタッチ感知タブレット、視線追跡、機能的磁気共鳴画像法を用いた認知検査の評価

脳の構造と機能を研究するためのMRI技術を開発しています。私たちは神経疾患の理解を深め、画像誘導治療を含む臨床応用におけるMRIの利用拡大を支援することを目指しています。タッチ感應型デジタルタブレットにより、脳活動の機能的MRI中に自然な書き書きや描画が可能になります。

この技術は脳行動関係を評価する新たな機会を提供します。fMRIは非常に慎重に行う必要があります。参加者は仰向けになり、頭を動かさないようにしなければなりません。

タブレット技術は磁力、無線周波数加熱、無線周波数干渉を発生させてはなりません。書くことや描く行動を含む標準的な認知テストで働く神経回路は十分に理解されていません。私たちのFMRI結果は、研究者や臨床医が認知テストの結果をより良く解釈するのに役立ちます。

視覚固有受容性の眼球運動および手の運動プロセスの調査は、脳の活動と行動のレベルで反復的に進められます。さらに、生態学的妥当性が向上した広範なfMRI研究の開発も進みました。まずはタブレットをフレームに固定し、MRI対応のビデオカメラを取り付けます。

タブレット表面に新しい青いテープを貼り、タッチ部分全体に大きな折り目がつかないようにしてください。タブレットの端に付いた余分なテープは取り除いてください。タブレット、スタイラス、タブレットリンクケーブル、タブレットビデオカメラのリンクケーブルをマグネットルームに持ち込みます。

タブレットリンクとビデオカメラを接続してください。RF浸透パネルのマグネットルーム側にケーブルを接続します。次にMRI対応のタブレットクリップを患者のテーブルレールにスライドさせ、両側に2つのクリップを固定します。

タブレットシステムを固定するには、MRI対応のリアプロジェクションスクリーンをプロジェクターから約2メートルの磁石孔内に取り付けます。MRI対応の視線追跡カメラをプロジェクタースクリーンと磁石ボアの外縁の間に設置し、カメラマウントがボアの縁と面一になるようにします。マウントのプラスチックネジを締めて、アイトラッキングシステムをしっかりと固定してください。

次に、64チャンネルのヘッドコイルを設置して患者用テーブルを準備します。参加者にテーブルに仰向けになり、頭を完全にコイルに押し付けるよう指示します。参加者の頭の周りにパッドを敷き、動きを制限し、しっかりとフィットするようにしましょう。

ヘッドコイルを固定し、ランドマークレーザーを使って、参加者の頭部がコイルの中心に位置していることを確認します。ヘッドコイルミラーの位置を調整し、参加者がリアプロジェクションスクリーンをはっきりと遮ることなく見られるようにします。次にタブレットマウントを参加者の腰にかけて、タッチ感應面が快適に収まるようにして、書き込みや描画の動きをサポートします。

次にタブレットのスタイラスを参加者の利き手に置き、ペンのように持つように指示します。参加者にスタイラスでタブレットの四隅すべてを触らせ、範囲と快適さを評価します。マウントの位置を調整し、必要に応じて肘の下にパッドを入れて快適さやマジックテープでのアクセスを改善しましょう。

タブレットシステムを患者のベッドに固定してください。参加者とタブレットシステムをゆっくりと磁石の穴に滑り込ませ、タブレットが穴の縁に触れずケーブルが絡まないことを確認してください。タブレットのビデオカメラコンピュータで、ビデオカメラEXEプログラムを起動します。

次に、参加者のために新しいスクリーンキャプチャセッションを作成します。EyeLink 1000 Plusのユーザーマニュアルの推奨に従い、瞳孔と角膜反射の閾値を設定し、視線追跡カメラのキャリブレーションと検証を行います。アイトラッキングカメラを右目にピント合わせるには、カメラのビューを切り替え、レンズを微調整し、照明装置を調整して視界が最適化されます。

瞳孔閾値と角膜反射値が許容範囲に達したら、その値を記録し、9点キャリブレーションを開始します。その後、キャリブレーションを検証します。FMRI実験に進む前に、平均および最大検証角度の両方を記録してください。

次に、刺激応答コンピュータを使ってタブレットのタッチ表面のキャリブレーションを開始します。参加者に、制限時間内に画面に表示される3つのターゲットを連続してタッチし、離すよう指示します。キャリブレーションが完了したら、参照されたグラフィック編集アプリケーションを起動します。

参加者に自由に描くよう指示し、正確な釣り方を確認しましょう。次に、参加者に本位振戦研究で使われる自己ペースのトレーニング課題を完了させ、タブレットベースの文章に慣れてもらいます。参加者にTMTを親しみさせるために、TMT-AとTMT-Bの簡略化されたトレーニング版を案内し、それぞれ12項目ずつ含まれます。

その後、実験的なタスクタイミングを用いて、TMT-AとTMT-Bの実物大バージョンを交互に並べ替えたアイテムを行います。タブレットが適切にキャリブレーションされ、課題が正確に実行されていることを確認するために、参加者のパフォーマンスを常に監視してください。次に、タブレットのビデオカメラのスクリーンレコーダープログラムで「録画開始」を選択して、アイトラッキングセッションを開始します。

次に刺激反応コンピュータでTMT-Run1_slowを開きます。E-Runを使ったebs2 Primeスクリプトファイル。E-Runスクリプトで促されたら、参加者IDとセッション番号を入力します。

ラン中は、1人のラボメンバーに視線追跡データを監視させ、同時に安定した信号を確保しましょう。もう一人のラボメンバーにTMT課題での参加者のパフォーマンスを観察してもらい、指示が守られているか、投影の信頼性が低いことやスタイリストの追跡などの技術的な問題がないか確認してください。2人目の検査室メンバーにTMT-AまたはTMT-Bのパフォーマンスの誤りと、関連する試験番号を記録してもらうよう依頼してください。

走行終了後、アイトラッカーの録画を停止します。SRリサーチスクリーンレコーダーソフトウェアで、ドリフト補正を選択して単一ポイントドリフトチェックを行います。Run Twoでは、タブレットのビデオカメラで視線追跡の録画セッションを再開します。刺激反応コンピュータでTMT-Run2_slowを開きます。

ebs2 E-Run スクリプトファイル。Run Oneで使ったのと同じ参加者IDとセッション番号を入力してください。実験が終わったら、タスク指示を繰り返します。

最後にアイトラッキング検証を行い、平均誤差値と最大誤差値を記録します。次にファイルをクリックし、アイトラッキングソフトで閉じてデータを最終化しエクスポートします。参加者を磁石の穴から取り出し、機器の取り外しを開始します。

最後に、すべてのコンピューターと機器を停止してください。TMT-AとTMT-Bの両方の最初の数秒間、参加者はターゲットをゲイズで探し、すべての時間間隔にわたってスタイラスの動きを開始しました。TMT-AとTMT-Bの両方でスタイラスのリンク動作に一貫して先行していました。TMT-Bの完成時間はTMT-Aよりも長くなる傾向がありました。

1リンクあたりの秒数はTMT-AよりもTMT-Bの方が高い傾向を示しました。TMT-AとTMT-Bの間で、連結期間の長さ、非連結期間の長さ、総距離、追加移動距離、またはリンクあたりの距離において有意な差は認められませんでした。TMT-Bではスタイラスの力がTMT-Aに比べてやや高く傾向し、TMT-Bでは1回あたりのまばたき回数が有意に多かった。

TMT-Bでは、完了時差を考慮してもまばたき率は有意に高いままだった。TMT-Bの間は、TMT-A中よりも固定に費やす時間の割合が有意に低かった。機能的MRIでは、TMT-AおよびTMT-Bの両方で視覚固定と比較して広範な正の脳活性化が示されました。

脳の活性化は小脳、頭頂葉、後頭回、前頭部などの領域を含みます。TMT-Bを直接TMT-Aと比較しても、脳活性化に有意な差は認められませんでした。