September 27th, 2010
기능성 transcranial 도플러 sonography (fTCD)는인지 기능, 특히 언어의 lateralization을 파악하기 위해 사용될 수있는 간단하고 비침습 초음파 기술이며, 아이들과 함께 사용하기에 적합합니다.
이 절차의 전반적인 목표는 아동 친화적 절차를 사용하여 뇌에서 언어의 기능적 측면화를 결정하는 것입니다. 이것은 먼저 초음파 프로브를 머리에 적용하여 각 뇌 반구의 중간 대뇌 동맥에서 혈류의 속도를 모니터링함으로써 수행됩니다. 절차의 두 번째 단계는 참가자가 언어 과제를 수행하는 동안 혈류를 모니터링하는 것입니다.
절차의 세 번째 단계는 언어 작업이 수행된 관심 기간 동안 왼쪽 및 오른쪽 반구에서 평균 도플러 신호를 추출하는 것입니다. 절차의 마지막 단계는 왼쪽과 오른쪽 활성화의 차이를 검사하여 편성(laterality) 인덱스를 추출하는 것입니다. 양수 값은 왼쪽 측면화를 나타내고 음수 값은 오른쪽 측면화를 나타냅니다.
궁극적으로, 서로 다른 연령대의 아동 또는 발달 장애가 있는 그룹과 없는 그룹의 뇌 측방화를 비교하는 데 사용할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다. 기능적 자기 공명 영상과 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 참가자가 가만히 있을 필요가 없고 이 방법이 상대적으로 저렴하고 휴대가 간편하다는 것입니다. 이 절차를 시연하는 사람은 조지나 홀트(Georgina Holt)와 제 연구실의 연구 조교이자 박사후 연구원인 닉 배드콕(Nick Badcock
)입니다.이 비디오는 아동의 언어 측방화를 평가하기 위해 기능적 경두개 도플러 초음파 FTCD를 사용하는 방법을 보여줍니다. 이 시스템은 헤드셋에 초음파 프로브가 부착된 멀티 DOPP, 피험자에게 비디오를 보여주는 데 사용되는 자극 컴퓨터, 참가자가 도착하기 전에 멀티를 설정하는 청각 응답을 위한 음성 녹음기로 구성됩니다. 함께 제공되는 텍스트 및 제품 설명서에 설명된 대로 모든 연결을 확인하고 적절한 수준의 초음파가 사용되는지 확인하기 위해 제한이 설정되어 있는지 확인하십시오.
세션을 시작하기 전에 세션이 20-30분 동안 지속되고 총 운동 운동이 도플러 신호를 방해할 수 있으므로 어린이가 변기에 가야 하는지, 어린이가 편안하게 변기에 가야 하는지 확인하는 것이 중요합니다. 장난감 동물을 사용하여 참가자를 위한 도플러 헤드셋을 시연합니다. 아이가 헤드셋을 착용하고 편안하고 단단히 배치하는 것에 만족하는지 확인하십시오.
초음파 프로브를 준비하는 동안 다중 do 시스템을 일시 중지로 전환합니다. 아이가 DVD 위치를 시청하는 동안 프로브와 피부 사이의 최상의 접촉을 유지하기 위해 각 프로브를 넉넉한 양의 초음파 젤로 덮으십시오. 젤은 머리의 양쪽에 있는 두개골의 측두엽 창에서 프로브를 덮었습니다.
뼈가 가장 얇은 귀 바로 앞쪽. 멀티 도프를 시작하고 프로브의 위치를 조정하여 중대뇌동맥을 삽입하십시오. 만족스러운 신호에는 특징적인 소리와 시각적 패턴이 있습니다.
이것은 잘못 배치된 프로브의 시각적 패턴의 예입니다. 소리가 나지 않습니다. 이것이 특징입니다.
적절한 위치에 있는 프로브에서 피험자의 심장 박동이 낮게 쌕쌕거리는 소리. 가능한 한 전력을 줄이고 필요한 경우 게인을 높이면서 좋은 신호를 유지하십시오. 양쪽 중대뇌동맥에 대한 신호가 만족스러우면 멀티의 청각 출력을 낮추고 정지 사진을 사용하여 아이에게 3단계 절차를 설명합니다.
자, 그러면 비디오를 조금 보고 나면 이와 같은 기호가 보일 것입니다. 그게 뭔지 아세요? 물음표?
네. 물음표를 보면 영상에서 무슨 일이 있었는지 알려줘서 펭귄이 뭘 하고 있었는지, 뭘 먹고 있었는지, 뭘 먹고 있었는지, 좋아하는 모든 것에 대해 최대한 말해 주셨으면 합니다. 그리고 비디오에서 무슨 일이 있었는지 제게 얘기하고 나면, 한 소년이 가는 사진을 보게 될 겁니다. 그리고 당신이 그것을 볼 때, 나는 당신이 정말로 조용하고 가만히 있고 말을 멈추고 더 이상 나에게 말하지 않기를 바랍니다. 그래.
그리고 조금만 기다리면 비디오가 다시 켜집니다. 녹음 장치를 시작하고 시작합니다. 시험 테스트는 한 명의 실험자가 아이가 과제를 계속 수행하게 하고 그들이 말하는 것을 기록할 책임이 있는 경우에 가장 잘 작동합니다.
그 사건에서 무슨 일이 일어났습니까? 그는 여자친구 모자를 쓰고 밖으로 나갔다. 아주 좋아요.
그리고 그의 모자와 스카프는 무슨 색이었습니까? Great.아주 좋아. 잘 했어요.
두 번째. 실험자는 적절한 신호가 유지되는지 확인하기 위해 멀티를 모니터링해야 합니다. 신호가 크게 중단되면 디스플레이 컴퓨터를 일시 중지하고 필요한 경우 더 많은 젤을 도포하여 프로브를 다시 조정합니다.
아이의 행동을 모니터링하고 아이가 편안하고 편안한지 확인한다. 다음은 한 가지 평가판의 예입니다. 자극 컴퓨터의 프로그램은 이벤트의 정확한 타이밍을 유지하고 마커 펄스를 도플러 데이터 파일에 전송하여 언어 활성화 기간의 시작을 나타냅니다.
어린이를 대상으로 한 이 절차의 경우 30건의 시도를 기록합니다. 정확한 측방화 추정을 위해 최소 20회의 시행을 권장합니다. 실험 절차가 완료되면 다중 기록을 중지하고 프로브를 제거합니다.
티슈를 사용하여 참가자의 과도한 젤을 제거합니다. 아이에게 참여해준 것에 대한 감사의 의미로 간식을 준다. 다음은 원시 혈류 속도에 대한 깨끗한 데이터 기록입니다.
한 번의 실험 실험 중에 보이는 각 펄스는 하나의 심장 박동에 해당합니다. 자극 시작을 나타내는 이벤트 마커는 녹색으로 표시됩니다. 여기에서 신호가 불량하고 간헐적으로 끊어졌을 때 실험 세션의 일부에 대한 데이터 기록을 볼 수 있습니다.
이러한 섹션은 아티팩트 거부 프로시저에 의해 레코드에서 자동으로 제거됩니다. 이 플롯은 왼쪽 채널에 대한 EPOCH의 평균 신호와 허용 가능한 모든 시도에서 평균화된 오른쪽 채널을 보여줍니다. 참가자 그룹의 경우 언어 활성화 기간은 녹색으로 음영 처리됩니다.
이 패널은 도플러 속도의 왼쪽에서 오른쪽 차이를 뺀 값을 보여줍니다. 측면 성 계산을 위한 관심 기간도 녹색으로 표시됩니다. 차이 속도를 둘러싼 회색 음영 영역은 마스터했을 때 평균의 표준 오차를 나타냅니다.
이 기술은 개발 후 적절하게 수행하면 약 30분 안에 적용할 수 있습니다. 이 기술은 발달 신경 심리학 연구자들이 미취학 아동의 대뇌 측방화를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다.
기능적 경두개 도플러 초음파 검사(fTCD)는 어린이의 인지 기능의 측면화, 특히 언어를 평가하는 데 사용되는 비침습적 초음파 기술입니다.
Assessing cerebral lateralization in children supports early identification of neurodevelopmental risk and informs target validation for cognitive therapeutics. Functional transcranial Doppler ultrasound (fTCD) provides a portable, cost-effective method to measure language-related brain activity without requiring participant stillness, enabling scalable screening in pediatric populations. This approach enhances predictive confidence in preclinical models by linking functional brain asymmetry to behavioral outcomes in developmental disorders.
fTCD fits within the discovery continuum from early target validation through preclinical phenotypic screening, particularly for cognitive and neurodevelopmental programs.