일차 운동 피질 대사에 양성 반구 경 두개 전기 자극 효과의 측정을위한 도구로 자기 공명 분광학의 사용

이 기사는 양측 자극이 1차 운동 피질 대사에 미치는 영향을 조사하기 위해 경두개 직류 자극(tDCS)과 양성자 자기 공명 분광법(¹H-MRS) 측정을 결합하기 위한 기본 프로토콜을 설명하는 것을 목표로 합니다.

이 절차의 전반적인 목표는 경두개 직류 자극과 양성자 MRS 측정을 결합하여 양측 자극이 1차 운동 피질 대사에 미치는 영향을 조사하는 것입니다. 이것은 먼저 자극 전극을 목표 부위에 조심스럽게 배치하고 참가자가 스캐너 밖에 있는 동안 참가자의 두피에 고정함으로써 수행됩니다. 참가자 뇌의 해부학적 스캔을 사용하여 MRS 복셀의 위치를 결정한 후, MRS 메가 프레스 시퀀스로 64개의 대사 산물 스캔으로 구성된 4개의 블록이 실행됩니다.

다음으로, 참가자들이 MRI 스캐너에 남아 있는 상태에서 1차 운동 피질의 양측 자극을 1밀리암페어의 강도로 20분 동안 수행합니다. 여기서 마지막 단계는 pre transcranial direct current stimulation 또는 pre TDCS scan과 동일한 대사 산물 스캔을 실행하는 것입니다. 궁극적으로 경두개 직류 자극과 자기 공명 분광법을 결합하여 1차 운동 피질의 양측 자극과 관련된 GABA 및 GLX 농도의 변조를 보여주는 데 사용됩니다.

이 방법은 특정 자극 프로토콜의 영향을 받는 신경 전달 물질과 같은 신경 조절 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 자극의 효과는 얼마나 집중됩니까? 양측 자극이 편측 자극보다 더 큰 효과를 가져오나요?

그리고 TDCS의 영향은 얼마나 걸립니까? 이 기술의 의미는 TDCS가 우울증 증상을 완화할 수 있다는 것이 밝혀졌기 때문에 임상적이기도 합니다. TDCS가 어떻게 작용하는지 더 잘 이해하면 자극 매개변수를 더 잘 정의하는 데 도움이 될 수 있으며 개별화된 치료로 이어질 수도 있습니다.

또한 어떤 환자가 기술에 반응하고 어떤 환자가 반응하지 않을지 더 잘 예측하는 방법이 될 수 있습니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 준비 단계부터 이 프로토콜을 시작하고 멀티미터를 사용하여 전극 케이블과 저항의 적절한 기능을 확인합니다. 전극의 위치를 결정한 후 자극을 받을 대상 부위에서 가능한 한 많은 머리카락을 움직입니다.

면봉으로 EEG 타입의 각질 제거 젤을 바르고 대상 부위를 청소합니다. 전극 접촉을 향상시키기 위해 70% 이소프로필 알코올과 경석 준비 패드로 대상 부위를 추가로 청소합니다. 그런 다음 EEG 유형의 전도성 페이스트로 전체 전극을 넉넉하게 덮습니다.

페이스트의 두께가 전체 표면에 걸쳐 약 5mm인지 확인합니다. 고무 부분 전체가 페이스트로 덮여 있는지 확인하십시오. 대상 영역과 전극의 전도성 페이스트를 식염수로 가볍게 적십니다.

여기에 설명된 대로 전극을 배치하고 전극을 대상 영역에 단단히 누릅니다. 전극의 최적 안정성을 보장하기 위해 참가자의 머리에 고무 밴드를 놓습니다. 참가자가 스캔 세션 동안 통증이나 불편함을 느끼지 않도록 조정하십시오.

그런 다음 경두개 직류 자극 장치를 켜고 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 테스트 자극 설정을 로드합니다. 버튼 1을 눌러 자극을 시작합니다. 디스플레이에 임피던스 레벨이 표시되고 20킬로 옴 이상에 도달하면 자동으로 멈춥니다.

임피던스 레벨이 20킬로옴 이상인 경우 내부 상자에서 전극 와이어를 뽑고 전극의 위치를 확인합니다. 좋은 수준의 임피던스에 도달하면 테스트 자극을 다시 실행하고 테스트 자극이 끝나면 내부 상자에서 전극의 플러그를 뽑습니다. TDCS 장치와 외부 상자를 스캐너 제어실에 놓습니다.

외부 상자 와이어를 TDCS 장치에 꽂은 다음 긴 상자 케이블을 외부 상자에 꽂습니다. 스캐너 제어실에서 자기 공명 영상 또는 MRI 실로 TDCS 박스 케이블을 연결합니다. MRI실 벽을 따라 꼬임이나 고리가 생기지 않도록 이 케이블을 가능한 한 똑바로 연결하십시오.

MRI 스캐너 뒤쪽으로. 안정성을 보장하기 위해 케이블에 여러 개의 MR 호환 모래 주머니를 넣으십시오. 내부 상자를 MRI 룸으로 가져오고 긴 상자 케이블을 꽂습니다.

참가자에 대한 지침과 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 스캐너에서 참가자의 위치를 지정하여 MRI 스캔 준비를 시작하고 의료용 테이프를 사용하여 코일 뒷면 오른쪽에 있는 전극 케이블을 고정합니다. 스캐너 내부에 있는 전극선을 TDCS 내부 상자에 꽂습니다. 최대 안정성을 위해 모래 주머니가 있는 스캐너 오른쪽에 내부 상자를 놓습니다.

테이블을 다시 마지막 위치로 이동합니다. 전체 MRI 세션 동안 TDCS를 켜고 전극을 외부 상자에 꽂은 상태로 유지합니다. 사전 T-D-C-S-M-R-S 세션의 경우 로컬라이저 시퀀스를 실행하여 헤드의 적절한 위치를 확인하는 데 필요한 이미지를 획득하고 전체 움직임을 확인하기 위해 세션이 끝날 때 획득할 두 번째 로컬라이저와 비교합니다.

그런 다음 M1 복셀의 위치 지정 및 가능한 구조적 이상 감지를 위해 해부학적 T one 가중 MP 분노 이미지를 획득합니다. 다음으로, 관심 분광학 볼륨의 시각화에 더 적합한 평면에서 이미지의 다중 평면 재구성을 수행하거나 3D 카드에서 VOI를 먼저 수행하고 MP rage raw 이미지를 찾아봅니다. 그런 다음 병렬 범위 만들기 창에서 축을 2x2로 선택합니다.

평행선의 위치를 조정하고 저장을 클릭하여 평행 범위 만들기 창에서 축 직교 뷰를 만들고 코로나 2x2를 선택합니다. 평행선의 위치를 조정하고 저장을 클릭하여 관상 직교 뷰를 만듭니다. 세 방향 슬라이스에서 왼쪽 M1 해부학적 랜드마크를 찾습니다.

그런 다음 스캐너 축을 기준으로 각도가 없는 영역에 VOI를 배치합니다. 선 너비 스캔을 획득합니다. 그런 다음 분광학 카드를 열어 이 선 너비 스캔에서 신호의 실제 부분에서 수선 너비를 측정합니다.

브라우저에서 원시 데이터가 있는 라인을 로드합니다. 그런 다음 선폭 측정 프로토콜을 로드합니다. 다음으로, 스캐너 소프트웨어 대화형 후처리 도구를 사용하여 위상을 조정합니다.

위상 보정 섹션을 선택하고 커서로 기준선의 위상을 조정합니다. 선 너비를 줄이려면 가장 빠른 맵 시퀀스를 세 번 실행합니다. 선 너비 스캔과 선 너비 측정을 반복합니다.

최종 급수관 너비를 기록하십시오. 다음으로, 증기 OVS 및 FIS의 개별 저장이 활성화된 메가 프레스 시퀀스로 64개의 대사 산물 스캔으로 구성된 4개 블록을 시작합니다. 증기 억제가 RF 꺼짐으로 설정된 메가 수분 억제 없이 메가 프레스 시퀀스만 사용하여 물 참조를 획득하고 0PPM에서 델타 측정을 수행합니다.

물 참조 스캔에는 64개 대신 4개의 대사 산물 스캔으로 구성된 단일 블록이 포함되어야 합니다. 시작하려면 참가자에게 TDCS 자극이 시작되고 스캐너가 전체 자극 동안 침묵할 것임을 알립니다. 그런 다음 조건에 따라 이전에 프로그래밍된 두 파라미터 중 하나를 선택하고 자극을 시작합니다.

20분 동안 자극하는 동안 임피던스와 전압을 추적하십시오. 자극이 끝나면 참가자에게 포스트 T-D-C-S-M-R-S 세션이 시작될 것임을 알립니다. 포스트 T-D-C-S-M-R-S 세션을 위해 TDCS 디바이스를 끄지 마십시오.

사전 TDCS 스캔과 동일한 대사산물 스캔을 실행하되 두 개의 서로 다른 시점에서 대사 산물을 획득하기 위해 획득 블록을 두 배로 늘립니다. TDCS 이전 세션과 마찬가지로 TDCS 사후 동일한 매개변수를 사용하여 물 참조 스캔을 획득합니다. 로컬라이저 시퀀스로 세션을 마칩니다.

보기 카드에 액세스하고 브라우저 메뉴로 이동합니다. 첫 번째 및 두 번째 로컬라이저 원시 이미지를 선택합니다. 보기 카드에 이미지를 로드하여 두 이미지를 비교합니다.

그런 다음 스캔 세션 시작 시 머리 움직임의 지표로 획득한 로컬라이저와 이미지를 시각적으로 비교합니다. 마지막으로 서버를 통해 DICOM 형식으로 데이터를 내보냅니다. 여기에 표시된 데이터 분석을 위한 텍스트 프로토콜은 모든 MRS 측정이 수행된 1차 운동 피질에서 관심 볼륨의 위치입니다.

도 3d는 추정되는 1차 운동 피질 대표 편집 오프 위에 두피에 위치한 TDCS 전극의 명확한 표현을 보여주며, M1에서 획득한 다른 스펙트럼은 GLX GABA와 거대분자에 해당하는 피크와 NAA를 명확하게 볼 수 있습니다. 단일 참가자에서 세 가지 다른 조건에 대한 MRS 획득, 사전 TDCS 및 사후 TDCS 간의 변화 비율이 표시됩니다. 사후 TDCS 세션의 결과는 두 개의 시점으로 구분됩니다.

시간 경과에 따른 변화의 진화를 설명하기 위해, 가짜 자극과 양측 자극에서 GLX의 변화 비율에 대한 주목할만한 조절은 없습니다. 1. GLX 농도의 경묘한 감소는 양측 자극에서 자극 후 두 번째 시점에서 관찰됩니다. 2. GABA 농도는 가짜 자극 또는 양측 자극에서 눈에 띄는 조절을 나타내지 않습니다. 2.

대조적으로, GABA 농도의 현저한 증가는 양측 자극 후 두 번째 시점에서 볼 수 있습니다. 이 기술은 제대로 수행되면 2 시간 안에 완료 할 수 있습니다. 이 동영상을 시청한 후에는 GABA 및 글루타메이트와 같은 특정 뇌 대사 산물에 대한 TTC S의 효과를 측정하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.