Name: 팬텀 사지 통증에 대 한 미러 치료와 관련 된 신경 상관 관계의 특성에 대 한 MRI에서 실시간 비디오 프로젝션 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 29 s
Description: 학습하세요 MRI 환경에서 실시간 영상 투영을 활용한 미러 치료의 신경 상관 관계를 특성화하는 방법을. 하지 절단 환자의 팬텀 사지 통증 메커니즘을 이해하는 데 도움이 됩니다.

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이 연구 지원 되었다 NIH RO1 그랜트 (1R01HD082302)에 의해.

1입니다. 피사체의 준비
<ol><li>참여, 사전 동의서를 완료 하는 참가자와 심사 평가 MRI 안전, 후자에 의해 수행 참가자는 어떤 알려진된 금기를 보장 하기 위해 스캔 시설에서 neuroimaging 기술자 검색 (예를 들어, 그들의 몸, 공포증, 또는 임신의 역사에서 금속).</li>
	<li>실험 절차에 관한 자세한 지침 참가자를 제공 합니다.</li>
	<li>그들은 이해 하 고 검사 절차 중에 제공 하는 지침을 따르십시오 수 있습니다 수 있도록 교육 기록 된 오디오를 들으려면 주제가 있다.</li>
	<li>스캐너 환경 내에서 작업 지침의 팸을 촉진 하기 위하여 모의 스캐너에서 실행 하는 연습을 실시 합니다. 참고: 모의 스캐너 활성 자석 하지 않고 실제 데이터 취득 MRI 스캐너에 모든 면에서 비슷합니다.</li>
	<li>뇌 신호를 방해할 수 있는 그 루터 기 근육의 어떤 수축 방지에 잔류 하 고 팬텀 사지의 어떤 운동 든 지 피하기 위하여 참가자를 명확한 지침을 제공 합니다.</li>
</ol>2입니다. 실험의 준비
참고: 실험 프로토콜은 무엇을 이전 이동 위 사지의 정신적 이미지와 관련 된 신경 상호 조사 목적에 대 한 설명 되었습니다 비슷합니다. 여기, 우리는 더 낮은 사지의 움직임에 대 한 접근을 적응 시켰다. 특히, 행동 작업의 다음으로 구성 됩니다.
<ol><li>스캐너 룸을 입력 하기 전에 그들의 지 및 금속 개체를 제거 하려면 참가자 요청.</li>
	<li>있는지 확인 하는 MRI 기술자를가지고 참가자 는 그 위험에 넣어 수 있습니다 그들의 시체에 없는 금속.</li>
	<li>MRI-호환 휠체어;에서 MRI 실에 참가자를 수송 그 후, 참가자가 MRI 스캐너 평판에 자신을 전송 요청.</li>
	<li>MT, 편안 하 게 단일 조각, MRI 호환, 수평 거울 (255 m m x 3 m m x 10000) 그들은 거짓말을 하는 부정사 스캐너 평판에 동안 참가자의 다리 사이 삼각형 스탠드에서 지 원하는 장소. 흙을 사용 하 여 안정성과 거울의 더 나은 위치를 허용 하기 위하여. ( 그림 1) 신체의 어떤 부분을 문의 하지 않고 피사체의 높이에 위치 하 고 위치 지정 될 수 있도록 조정 가능한 팔을 거울 받침대를 장착 하십시오.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58800/58800fig1.jpg"> 그림 1 : 비디오 카메라와 미러 설정 최대 거울은 참가자의 높이 절단 수준에 따라 약 45 °의 각도에서 다리 사이 배치 됩니다. 목표 잔여 다리를 커버 하 고 비디오 시스템에 투명 하 게 하는 것입니다. 흙은 올바른 위치에 거울을 유지 하는 데 사용 됩니다. 카메라 위치 또한 적응 이며 삼각대 또는 적응 호크 (카메라의 각도 변경 하는)를 사용 하 여 쉽게 바뀔 수 있다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58800/58800fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="5"><li>시각적 피드백에 대 한 참가자 ( 그림 1)의 그대로 다리 근처 조정 가능한 삼각대 스탠드에는 MRI-호환 디지털 카메라를 탑재 합니다. 참고: 사용 하는 카메라는 테이블의 재료 와 비용 약 217 달러에 나열 됩니다. 카메라 1080 픽셀 이미지 해상도에서 이미지를 수집합니다. 카메라 자체는 배치 하지 이후 MRI의 내부 구멍, costlier MRI 호환 시스템에 대 한 필요성 아니다. 카메라는 목이 모듈형 호스 위치 변경 활성화를 통해 MRI 안전한 4 극에 첨부 됩니다.</li>
	<li>수 있도록 보기 각도 보기의 필드의 적절 한 조정, 삼각대에 카메라를 연결 합니다.</li>
	<li>참가자가 직접 스캐너 내부 완전히 누워 있는 동안 모니터에 표시 하는 이미지를 볼 수 있도록 MRI 헤드 코일에 두 번째 거울을 배치 ( 그림 2)을 낳았다.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58800/58800fig2.jpg"> 그림 2 : 비디오 카메라와 스캐너 환경에서 이미지 투영의 도식. 3 개의 하위 미러 치료 시스템의 실시간 비디오 프로젝션에 의하여 이루어져 있다. 1) 카메라와 모니터 하위 시스템입니다. 그래서 제목을 실시간으로 다리와 미러 다리 움직임을 볼 수 있다 비디오는 모니터에 전송 됩니다. 2) 머리 연결 된 미러로 코일. 헤드 코일에 미러 참가자를 그들의 머리를 이동 하지 않고 모니터를 볼 수 있습니다. 거울은 눈높이에서 45 ° 각도에. 3) 거울 및 흙입니다. MRI-호환 미러 신중 하 게 다리와 그것은 잔여 사지를 커버 하 고 최고 허용 방법으로 잔여 다리 사이 위치 이미지를 표시. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58800/58800fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="8"><li>컴퓨터 제어 시스템을 통해 전송 실시간 비디오 이미지 전송 설정 하 고 모니터에 스캐너 뒤쪽에 배치 하는 프로젝트 (근처는 참가자의 머리) 보어. 참고: 투영 운동과 캡처된 실제 사이 인지할 시간 지연이 됩니다. 참가자가 말한 대로 실제 움직임과 시각적 피드백 보다 두 번째는 실시간 느낌에 방해가 되지 않는으로 구분 됩니다.</li>
</ol>3. 스캐닝 및 데이터 수집
<ol><li>8-채널 위상 어레이 머리 코일을 사용 하 여 3 T 스캐너와 fMRI 데이터를 취득.</li>
	<li>고해상도 T1 가중치 구조 이미지 포함 된 이미지 시퀀스를 얻기 (테: 3.1 ms, TR: 6.8 ms, 플립 각도: 9 °, 등방성 1 m m 복 크기) (해 부 검사), 및 혈액 산소 수준 종속 (BOLD) fMRI 신호 측정 기반 프로토콜을 사용 하 여 multislice 그라데이션 (빠른-필드) 에코 평면 화상 진 찰 (EPI) 및 표준 매개 변수 (테: 28 ms, TR: 2 s, 대칭 이동 각도: 90 °, 등방성 3mm 복 크기, 축방향 및 전체 뇌를 다루는). 참고: 전체 검색 절차는 약 30 분 정도. 이 초기 4 분 구조 (해부학) 스캔 4 개의 작업 (기능) 인수 6 분 지속이 포함 되어있습니다. 각 작업 (함수 인수), 환자는 매초 1 탭의 속도에서 그들의 발을 예정입니다.</li>
	<li>동안에 검사, 헤드폰을 착용 사운드 분리 MRI 호환 (예를 들어, Westone) 탐정의 청각 명령 들을 스캐닝 세션을 통해 참가자를 있다.</li>
	<li>환자는 스캐너에 누워 있는 동안 참가자 듣고 주어진된 행동 작업을 수행 하기 위한 청각 단서의 시리즈를 청각 트랙을 재생 합니다.</li>
	<li>다음 명령을 사용 하 여: 1) "다리"는 절단의 움직임에 대 한 다리 (3.11 단계 후 메모 참조); 2) "거울" (따라서 거울을 사용 하 여 절단된 다리의 위치에서 다리의 움직임을 관찰); 실시간 비디오 녹화를 보면서 그대로 다리의 움직임에 대 한 3) "나머지"는 참가자 다리 움직임을 중지 하 고 그들의 눈으로 움직이지 거짓말 폐쇄. 또한, "시작 수 사관 말한다" 고 각각 시작과 실험 실행의 끝을 의미 하기 위하여 "끝" ( 그림 3).</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58800/58800fig3.jpg"> 그림 3 : 작업 디자인. 3 단계 작업 디자인에 의하여 이루어져 있다. 단계에서 첫 번째 "다리", 주제 마다 2 한 움직임의 속도에 (발 flexing) 다리를 이동 하도록 지시 s (20에서 10 움직임 s), 그들의 눈을 폐쇄와 함께. 두 번째 "미러" 단계에 대 한 참가자 계속 다리를 이동 하는 (20에 10 움직임 s)는 다리의 온라인 실시간 미러 이미지 표시 비디오 모니터를 보면서. 마지막 단계는 휴식 주제를 지시 합니다.
<ol start="6"><li>눈 감고 (즉, 반복된 발바닥의 굴곡과 2-3 s 당 약 1 개의 꼭지의 속도로 발 등 굴곡) nonamputated 더 낮은 다리와 움직임을 수행 하는 참가자를 있다.</li>
	<li>같은 다리 운동 수행 참가자 하지만 참가자의 다리는 그대로 다리의 움직임의 실시간 비디오 캡처를 사용 하 여 절단된 다리 대신 이동의 미러 이미지를 관찰 하는 지금.</li>
	<li>참가자는 그 다리의 운동으로 아직도 낳는 나머지 조건 수행 있다. 참고: 각 조건 지속 20 s (즉, 하나의 실험 블록 = 60 s) 실행된 길이 시간 6 분 (6 반복 단위당 실험 실행의).</li>
	<li>각 참가자에 대 한 단일 세션에서 데이터를 수집 합니다.</li>
	<li>참가자가 정확한 속도 움직임을 계속 지시 하 실행 사이, 그리고 모든 원치 않는 움직임을 주의 깊게 살펴를 조사 하도록 지시 합니다.</li>
	<li>후 절차를 수행 하는 탐정 암호화 된 플래시 드라이브에 데이터를 전송 하 고 시설에 안전한 위치에 저장 되었는지 확인 합니다. 참고:이 프로토콜에 단어 "다리" 단어 "발" 대신 사용 된다. 참가자만 하고있다 발 움직임 (MRI 기계에서 억제) 때문에, 비록 그들의 대부분 더 낮은 사지 절단의 더 큰 부분이 있고 다리 amputees, 발 하지 라고.</li>
</ol>4입니다. 분석
<ol><li>기능적인 neuroimaging 데이터 사용 하 여 표준 기술을30,41, 경도 분석 설계 (기준선 및 posttreatment)를 사용 하 여 및 FMRIB 소프트웨어 라이브러리 (FSL) 소프트웨어 패키지42 스트림 처리 분석 ,43.<ol>
<li>각 기능 검사에 대 한 첫 번째 볼륨 맞춤을 사용 하 여 3D 모션 교정, 하이 패스 시간 선형 동향, 제거 하 고 조각 시간 수집 및 공간 스무 딩 (가우시안 커널, 5.0 m m 전체 폭 반에 대 한 정정을 수행 하는 필터링 최대 [FWHM])입니다.<ol>
<li>FSL의 모션 국외 자 탐지 처리 스트림의 모든 방향에서 0.9 m m 이상으로 볼륨을 표시 하 고 수학적으로 "스크럽" 그들 최종 분석44에서. 참고: 볼륨의 25% 이상의 제거를 위해 지정 되어, 전체 수집 총 데이터 집합에서 제외 해야 합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>전처리 기능 이미지는 고해상도 해 부의 각을 coregister 다음, 표준 Talairach 공간으로 그들을 데리고 하는 고.</li>
		<li>맞는 복 시간 과정에 일반 선형 모델 (GLM) 각 실험 조건 더블 감마 hemodynamic 응답 기능으로 부드럽게 해야 boxcar 회귀에 의해 모델링 됩니다.</li>
		<li>고해상도 해 부 T1를 사용 하 여-sulcal 활성화를 참조 하 여 다음, 개별 주제 프로젝트 비정상적된 대뇌 피 질의 표면 메쉬 생성을 중된 해 부 볼륨 지도 주제에 대 한 관심의 각 대비의 재건에 대 한 메쉬입니다. 참고: 예상과 GLM에서 중요 한 값을 표시 합니다. P &lt; 0.001 클러스터 크기 임계값 조정을 사용 하 여 여러 비교에 대 한 해결의 표준 기준에 통계적 의미 값 임계값을 설정 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>관심 (ROI) 분석의 영역을 수행 합니다.<ol>
<li>기본 sensorimotor 피 FreeSurfer의 Desikan 아틀라스45 와 광범위 하 게 투자 하는 기본 수익을 정의 하 고, 초기 검사에서 나머지 조건 대 다리 중 주제 관련 기능 활성화를 사용 하 여 다음, 그것을 각 주제에 대 한 수정.</li>
		<li>(즉, 동측 주 sensorimotor 표현 그대로 더 낮은 사지의) 반대 반구의 동종 영역으로 세련 된 기본 투자 수익을 반영 합니다.</li>
		<li>표준 FreeSurfer 해부학 Desikan 아틀라스45 를 사용 하 여 보조 투자 수익에 대 한 전체 (양자) 후 두 시각 피 질을 정의.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

이 프로토콜 소설, PLP 가진 개인에서 MT와 관련 된 신경 상호를 정확 하 게 성격 조사를 허용 하는 가능한 절차에 설명 합니다.
이전에 언급, 연구 과거 비디오 녹화, 가상 현실, 녹화 된 애니메이션9,33 등 다양 한 기법을 통합 하 여 산 치료와 관련 된 신경 상관 관계를 조사 하려고 했습니다. ,34. 그러나, 이러한 접근 효과37,,3839점에서 제한 되었습니다. 여기에 설명 된 프로토콜에서 우리는 MRI 환경 내에서 MT와 관련 된 같은 몰입 감각을 만들려고, 상업적으로 사용할 수 있는 간단 하 고 저렴 한 비용 요소를 통합. 사용 ...

PLP 누락 사지 postamputation1,2에 해당 하는 영역 내에서 인식 하는 고통의 감각을 말합니다. 이 조건은 중요 한 만성 의료 부담 이며 개인의 삶의 질3,4에 극적인 영향을 미칠 수 있습니다. 그것은 뇌 구조와 기능에 변경 개발 및 PLP5,6의 neuropathophysiology에서 근본적인 역할을 제안 했다. 그러나, 어떻게 통증 증상을 개발 하 고 그들이 어떻게 치료에 응답에 완화 될 수 있다의 기본 신경 관계가 알 수 없는 남아 있습니다. 정보의이 부족은 기술 과제와 관련 된 MRI5,7,8 같은 neuroimaging 환경의 제약 조건 내에서 주어진된 치료 접근을 수행 하는 제한 때문에 주로 .
다양 한 연구에서에서 결과 발생 하는 두뇌의 다른 지역에서 뿐만 아니라 sensorimotor 외피가 내 maladaptive neuroplastic 개편에 PLP의 개발 특성. 예를 들어 사지의 절단에 따라는 교대 지역 이웃의 해당 sensorimotor 대뇌 피 질의 표현에 표시 되었습니다. 그 결과, 인접 분야는 분명히 절단된 사지9,10에 해당 하는 데 사용 하는 영역을 침입 시작 합니다. PLP와 관련 된 통증 증상을 완화 하기 위해 마운트 또는 모터 이미지 등 치료 효과가9,,1112수 있습니다. 그것은 증상의 완화 nonaffected 사지12,13에서 거울 반영 이미지의 관찰에 의해 제공 하는 구심 성 입력의 크로스-모달 다시 설립 통해 상 발생 하는 것이 좋습니다. 14,15,,1617. 이러한 이미지를 통해 참가자 모두 사지 남아 있는 환상 만들 절단 된 대신 반대 다리의 반사를 시각화 수 있습니다. 환상 그리고 몰입 효과 이전 공부 했다 Diers 연구진이 기능적 MRI (fMRI)를 통해 기능 활성화의 비교는 일반적인 거울 상자 또는 가상 현실 작업을 받은 후 평가 되었다 건강 한 주제에 그러나 18., maladaptive neuroplastic 변화의 반전 및 증상의 완화와 관련 된 신경 상호 제대로 이해 남아 있다. 또한, PLP의 기본 메커니즘 남아 연구의 주제 동안 논란이 연구 결과 밝혀5, PLP의 개발 뒤에 분명 기본 physiopathologic 변경 해명 여전히 불완전은 19. 위에서 설명 했 듯이, 여러 작가 특성 통증의 개발 deafferentation 및 영향을 받는 뇌 영역 (절단된 사지의 영역)6,7,8; 대뇌 피 질의 조직 개편 그러나, 결과 반대 가는데과 고통의 존재는 뇌 구조의 보존 관련 및 통증 감소 국제 기능 연결19에 기인 하는 공동 작업자에 의해 설명 했다. 이러한 논란에 비추어 그리고 결과 반대, 우리는 믿고 여기에 제시 하는 새로운 접근 방식을 PLP의 연구를 추가 관련 정보를 가져올 것 이다 두뇌의 학위와 함께 라이브 환경에서 산의 효과 평가 하는 과학자를 허용할 것 이다 우리의 전체 프로토콜19에 평가 하는 고통의 수준으로 그들을 비교 하는 동안 활성화.
이 주제에 이전 문학 산 쉽게 구현 및 낮은 비용12PLP의 치료에 대 한 가장 적절 한 행동 치료 중 하나입니다 보이고 있다. 사실,이 기술의 이전 연구 PLP8,,2021amputees에 maladaptive 변경 기본 sensorimotor 피 질 내에서 반전의 증거가 나타났습니다. MT는 아마도 하나 PLP12,22,,2324를 치료 하는 가장 저렴 하 고 가장 효과적인 접근, 비록 더 많은 연구 몇몇 환자 하지 않습니다 때문에 이러한 효과 확인 하는 데 필요한 8 치료이 유형에 반응 하 고 높은 증거-기반 결과25를 제공 하는 더 큰 무작위 임상 시험의 부족이 있다.
MT PLP 줄일 수 있는 가설 중 하나는 하지 절단 신체 일부의 미러 이미지 재구성 및 proprioception과 시각적 피드백26사이 불일치를 통합 하는 데 도움이 사실은 관련이 있습니다. MT의 기본 메커니즘 somatosensory8,,2728maladaptive 매핑의 복귀와 관련 수 있습니다.
MT에 대 한 주제는 참가자의 몸의 중간에 위치한 거울에서이 효과 관찰 하는 동안 그들의 그대로 사지 (예를 들어, 굴곡 및 확장)를 사용 하 여 여러 모터 및 감각 작업을 수행 하는 데 필요한 선명 하 고 정확한 만드는 절단된 사지29의 영역 내에서 움직임의 표현입니다.
더 이상 측면의 과학적 이해를 개발 하기 위해 PLP에 관련 된 그것은 더 나은 특성을 기본 neuroplastic 변화 산에서 제공 하는 통증 증상의 개선 뿐 아니라 사지 사지에서 그 결과에 중요 한 이와 관련, neuroimaging, fMRI, 같은 대뇌 피 질의 개편 연관 pathophysiologic 메커니즘 명료 수 있도록 강력한 도구로 등장 기술과 최적화에 PLP 가진 개인의 재활을 향해 단서 제공 임상 컨텍스트30,31. 또한, 높은 공간 해상도 제공 (예: electroencephalography)에 비해 fMRI의 다른 지역과 함께 sensorimotor 피 질에 손가락 및 숫자 표현 등 두뇌 응답의 더 정확한 매핑 허용 뇌32.
날짜 하려면, MT와 관련 된 신경 생리학 스캐너 환경 내에서 프로시저의도 전에 큰 부분에서 인해 애매 남아 (즉, 그것은 스캐너에 누워 있는 동안 치료를 수행 하는 개인에 대 한 어려운). 여기, 우리는 그들의 자신의 다리 움직임을 관찰 하는 개인에 대 한 수는 방법 설명에서 실시간 스캐너의 좁은 범위 내에서 거짓말 뒤로 눕은 동안 구멍. 치료에 의해 elicited 선명 하 고 몰입 감각의 정확한 휴양 움직이는 다리, 그리고 거울과 연구 참가자가 직접 볼 수 있는 모니터의 시스템의 실시간 이미지를 비디오 카메라를 사용 하 여 다시 수 있습니다.
과거의 연구는 시각적 자극을 제시 하 고 이러한 기술적 과제9,16,33 회피 하는 수단으로 비디오 녹화, 가상 현실, 그리고 녹화 된 애니메이션 같은 기법을 통합 하려고 했습니다. ,34. 그러나, 이러한 기술은 그들의 효과35,36,37,,3839에 제한 되었습니다. 녹화 된 비디오를 사용 하 여 특정 한 경우에는 종종 가난한 간의 동기화가 참가자 들의 움직임과 비디오, 가난한 현실적인 느낌에 이르게 타이밍 정확도의 부족에 의해 제공 하는 것을 개인의 자신의 다리는 움직이고 있다. Sensorimotor 집중의이 감각을 개선 하기 위해 다른 기술, 가상 현실 등 디지털된 애니메이션 시도 되었습니다. 그러나, 그들은 낮은 이미지 해상도, 제한 된 시야, 비현실적인 또는 nonnatural 인간과 같은 움직임 및 모션 지연의 존재 시각적으로 설득력 있는 감각을 생성 하지 (즉, 움직임의 desynchronization). 또한, 마찰, 추진력, 그리고 중력의 효과 같은 다른 기능 이상의 가난한 제어와 결합 하는 정확한 모델링의 부족 선명 하 고 몰입 느낌40의 인식을 방해. 따라서, amputees에 대 한 그것은 가치 탐구 전략 과목 인지 작업 (관찰)에 종사 하 고의 환상에 몰입 절단 재활 운동. 마지막으로, 이러한 복잡 한 전략을 구현 하는 개발에 필요한 리소스는 시간이 오래 걸릴 수 및 비용을 금지 있습니다.
있다고 침수에 의하여 참가자 MT31의 세션을 수행 하는 동안 그들의 자신의 사지의 예상된 이미지의 라이브 및 실시간 동영상 볼 수 있습니다의 현실적이 고 생생한 감각을 만들어 새로운 접근 방식을 설명 합니다. 이 접근은 개인과 스캐너 구멍에 누워 상당한 비용 또는 광범위 한 기술 개발 없이 하는 동안 수행 됩니다.
이 프로토콜은 국립 보건원 (NIH) 연구 프로젝트 그랜트 (RO1)의 일부-와 함께 neuromodulatory 기법, 즉 transcranial 직류 자극 (tDCS)의 결합의 효과 평가 하는 임상 시험을 후원 한 행동 치료 (거울 요법)31팬텀 사지 통증 구호 하기 위하여. 우리 기준, 사전, 그리고 각 개입 세션 후 통증에 대 한 시각적 아날로그 규모 (VAS) 변화를 평가합니다. fMRI는 뇌 기능에 구조적인 변화 및 PLP의 구호와 함께 그것의 상관 관계를 평가 하기 위해 neurophysiologic 도구로 사용 됩니다. 따라서, 초기 fMRI 대뇌 피 질의 maladaptive 개편5,6,8 은 보여줍니다 중 하나는 참가자의 두뇌의 구조 조직의 초기 지도 하기 위하여 얻을 수 있다 , 11 , 13 , 14 , 18 , 28 또는19; 하지 않습니다 같은 방식으로, 과학자 분야 이해 영역 활성화 응답 MT; 산 작업 초기에 활성화 됩니다 볼 수 있습니다. 마지막으로, 그것은 두 번째 fMRI postintervention 변경 (변조) tDCS와 마운트 결합된 치료 후 대뇌 피 질의 조직 개편에서 생성 된 경우 확인 하 고 분석 하는 경우 이러한 변경 내용이 상관 또는 연관 정도 얻을 수 고통 변경 합니다. 따라서,이 프로토콜 MT 동안 PLPs 환자의 구조 개편 변화를 평가 하는 과학자를 허용 하 고 또한 이러한 변화를 fMRI에서 본 변화에 따라서 추가 정보를 제공 하는 PLP에 연결 됩니다 이해 하는 데 도움이 어떻게 산 수정 팬텀 통증을 뇌 구조 및 기능 활동을 영향을 줍니다.

<table><tbody><tr><td>스캐너</td><td>필립스</td><td>NA</td><td>3 테슬라 Philips Acheiva MRI 스캐너</td></tr><tr><td>카메라</td><td>Logitech</td><td>NA</td><td>HD Pro 웹캠 C910</td></tr><tr><td>모니터</td><td>캠브리지 연구 시스템</td><td>NA&</td><td>nbsp; MRI 미러용 3D 대담한 스크린</td></tr><tr><td></td><td>TAP 플라스틱</td><td>99999</td><td>미러 아크릴 시트 (컷&샤이; 수줍음; 크기) &shy; 투명 1/8 (.118)" 두께, 10" 너비, 40" 길이</td></tr><tr><td>미러 스탠드</td><td></td><td>NA</td><td>미러 스탠드는 공동 조사관들이 직사각형 나무 조각</td></tr><tr><td>헤드폰</td><td>Westone Sensimetrics</td><td>PN 79245</td><td>교체용 폼 팁을 범용 이어폰용으로 제작했습니다. 캐널 크기: 표준 6개/ 3쌍&nbsp; MR 호환 이어폰</td></tr><tr><td>MRI 스캐너</td><td>필립스</td><td></td><td>3.0 T Philips Achieva 시스템&nbsp;</td></tr></tbody></table>

팬텀 사지 통증에 대 한 미러 치료와 관련 된 신경 상관 관계의 특성에 대 한 mri에서 실시간 비디오 프로젝션

Real-time Video Projection in an MRI for Characterization of Neural Correlates Associated with Mirror Therapy for Phantom Limb Pain

미러 치료 (MT) 팬텀 사지 통증 (PLP) amputees에 통증 증상을 완화 하는 효과적인 재활 전략으로 제안 되었습니다. 그러나, 산 치료와 관련 된 신경 관계가 수립 있다 도전 어려운 자기 공명 영상 (MRI) 스캐너 환경 내에서 효과적으로 치료를 관리 하는. 이 재활 전략 연관 피 질 영역의 기능 조직 특성, 우리는 다리 절단 참가자에 적용 될 수 있는 결합 된 행동 및 기능적인 neuroimaging 프로토콜을 개발 했습니다. 이 새로운 접근 방식을 카메라에 의해 촬영 된 실시간 비디오 이미지를 확인 하 여 MRI 스캐너 환경 내에서 산을 참가자가 있습니다. 이미지 거울과 참가자 스캐너 침대에 누워 있는 동안 플레이 모니터의 시스템을 통해 참가자에 의해 볼 수 있습니다. 이러한 방법으로, 대뇌 피 질의 영역 (예: sensorimotor cortex)의 기능 변화 산의 직접 응용 프로그램에 대 한 응답에서 나타낼 수 있다

MT와 사용 하 여 실시간 비디오 프로젝션과 관련 된 감각을 생성 하는 것은 가능 합니다. 참가자는 주관적 인식 비디오 이미지 같은 이며 감각은 몰입을 보고 했다.
또한, 스캐너 환경에서 MT (즉, 다리 및 예상 미러 이미지의 움직임)와 관련 된 대뇌 피 질 활성화의 패턴은 강력한. 파일럿 연구에서 MT에 대뇌 피 질의 응답 작업 프로토콜 위에서 설명한 왼쪽된 다리 (남성, 56 세, 무릎 아래 더 낮은 다리의 외상 성 절단) 다음의 낮은 다리 절단과 참가자의 fMRI를 사용 하 여 기록 되었다. (즉, 왼쪽)는 contralateral의 다리의 sensorimotor 표현 내 강력한 활성화 결과 나머지 조건 대 다리 운동 비교 반구. 동측 외피 활성화는 sensorimotor 다리 영역 (그림 4A) 내에서...

소설 소개 행동 결합 및 neuroimaging 프로토콜 고용 실시간 비디오 프로젝션 다리에서 자기 공명 화상 진 찰 스캐너 환경 내에서 미러 치료와 관련 된 신경 상호 특성화 목적 팬텀 사지 통증과 수족 과목입니다.

팬텀 사지 통증에 대 한 미러 치료와 관련 된 신경 상관 관계의 특성에 대 한 MRI에서 실시간 비디오 프로젝션

Mirror therapy (MT) has been proposed as an effective rehabilitative strategy to alleviate pain symptoms in amputees with phantom limb pain (PLP). ...

이 절차의 전반적인 목표는 팬텀 사지 통증 환자, 즉 PLP 환자에서 미러 치료의 신경 상관 관계를 보다 정확하게 특성화하는 것입니다. 이 작업은 다음 단계에 의해 수행됩니다. 1단계.참가자가 MRI 스캐닝에 대한 알려진 금기 사항이 없는지 확인하고 미리 녹음된 오디오를 제공하여 스캔 절차 중에 제공된 지침을 이해하고 따를 수 있는지 확인합니다. 2단계. 스캐너 침대에 환자를 가능한 한 편안하게 배치하여 다리 사이에 단일 피스 MRI 호환 수평 거울로 수핀을 놓아야합니다.이 거울은 환자의 신체의 어떤 부분과도 접촉하지 않도록 삼각형 스탠드에 의해 지원되어야합니다. 3단계. MRI 호환 디지털 카메라를 환자의 그대로 다리 근처에 조정 가능한 삼각대 스탠드에 배치하여 실시간 비디오 전송을 제공합니다.4단계, 마지막 단계. 해부학 적인 MRI로 시작하고 각 환자에게 기계 설정을 조정한 다음 기능적인 MRI 스캔이 수행되는 동안 환자에게 기록을 재생하여 특정 행동 작업을 완료하도록 지시합니다. 궁극적으로 MRI 코일에 부착된 미러를 통해 환자는 머리를 움직이지 않고 미러된 다리의 움직임을 실시간으로 볼 수 있습니다.이 프로토콜의 경우 다음 항목이 필요합니다. MRI 스캐너, MRI 호환 거울 2개, 환자의 다리 사이에 배치할 대형 거울, 머리 코일에 배치할 작은 거울. 또한 샌드백, MRI 호환 디지털 카메라, 카메라용 삼각대, 컴퓨터 제어 시스템 및 스캐너 보어 뒷면에 배치할 모니터가 필요합니다.MRI로 진행하기 전에 환자가 MRI 스캐닝(예를 들어, 금속 임플란트, 동맥류 클립 또는 심한 밀실 공포증)에 대한 알려진 금기 사항이 없는지 확인하는 것이 중요합니다. 처음에, 당신은 실험 절차 도중 그(것)들이 예상해야 하는 무슨을 환자에게 정확하게 설명할 것입니다. 환자는 검사 도중 따라야 할 지침과 함께 녹음을 들을 것입니다. 거울.환자는 스캐너 환경뿐만 아니라 작업에 익숙해지기 위해 모의 스캔 중에 먼저 연습 할 수 있습니다. 모의 스캐너는 실제 MRI 스캐너와 모든 면에서 유사하지만 활성 자석이 없습니다. 스캐너 룸에 들어가기 전에 환자는 보철물뿐만 아니라 머리나 몸에 착용 할 수있는 금속 물체(예 : 시계 또는 보석)를 제거해야합니다.MRI 기술자는 환자가 위험에 넣을 수있는 금속이 없는지 확인합니다. 모든 환자는 떨어지는 것을 피하기 위해 MRI 안전 휠체어를 사용하여 스캐너 실로 이송됩니다. 그 후, 환자는 MRI 스캐너 침대로 자신을 전송합니다.환자가 스캐너 침대에 있는 supine 방식으로 편안하게 누워 있으면 다리 사이에 단일 크기의 MRI 호환 수평 거울이 배치됩니다. 조절 가능한 팔은 미러된 레그에서 카메라를 가리키도록 배치됩니다. 큰 거울은 환자의 높이와 절단 수준에 따라 약 45도 의 각도로 다리 사이에 위치합니다.목표는 그루터기를 덮고 비디오 카메라에 보이지 않게하는 것입니다. 샌드백은 거울을 올바른 각도로 유지하는 데 사용됩니다. 작은 거울은 눈 높이에서 45도 각도로 머리 코일에 배치됩니다.이 거울을 통해 환자는 스캐너 보어 내부에 완전히 누워있는 동안 머리를 움직이지 않고 미러된 다리 이미지를 직접 시각화 할 수 있습니다. MRI 호환 디지털 카메라가 다리 근처의 삼각대 스탠드에 장착되어 있습니다. 이 카메라는 미러된 다리 움직임의 실시간 비디오 이미지를 컴퓨터 제어 시스템으로 전송한 다음 비디오를 환자의 머리 근처의 모니터에 투사하여 미러된 다리 움직임을 볼 수 있습니다.환자는 4 분 해부학 검사를 먼저 거쳐 4 개의 기능 적 습득을 수행합니다. 각 실행은 6분 동안 지속됩니다. 검사 하는 동안, 환자는 청각 큐의 시리즈를 방출 하는 사운드 격리 MRI 준수 헤드폰을 착용, 주어진 행동 작업을 수행 하는 환자를 지시.다음 명령이 사용됩니다. 하나, 다리, 두, 거울, 세, 휴식. 또한, 조사관은 실험 실행의 시작과 끝에 시작과 끝을 말한다.환자는 이미 오디오에 제시 된 두드리는 소리를 따라 다리라는 단어를 듣고 지시받았습니다. 눈을 감고 2초당 1회 탭으로 발을 두드리며 20초 만에 총 10번의 탭을 탭합니다. 두 번째 명령, 거울을 듣고, 환자는 두 다리의 거울 이미지를 보여주는 디스플레이를 보면서, 이번에는 같은 속도로 자신의 발을 계속 두드려야한다.다시 말하지만, 이것은 20 초 안에 10 탭의 속도로 될 것입니다. 거울. 세 번째 명령을 듣고, 나머지, 환자는 자신의 발을 이동 중지하고 두 눈을 닫고 움직이지 거짓말을해야한다.Rest. 데이터는 각 환자에 대한 하나의 세션에서 수집되고 전체 스캔 절차는 약 30 분 지속됩니다.수사관들은 원치 않는 움직임을 주목한다. 실행 사이, 그(것)들은 환자에게 적당한 속도를 유지하고 정확한 운동을 하도록 요청할 수 있습니다. 절차가 완료되면 데이터는 암호화된 플래시 드라이브로 전송되고 시설의 안전한 위치에 저장됩니다.종방향 분석 설계가 사용되어 기준선 및 사후 처리 데이터를 비교합니다. FSL 소프트웨어 패키지 및 처리 스트림이 적용됩니다. 어떤 방향으로든 0.9밀리미터 이상의 모션이 있는 볼륨은 FSL의 모션 이상값 검출 처리 스트림으로 식별되고 최종 분석에서 수학적으로 스크러빙됩니다.볼륨의 25% 이상이 제거를 위해 지정된 경우 전체 수집은 전체 데이터 집합에서 제외됩니다. 관심 있는 ROI 분석 영역이 사용됩니다. 1차 ROI는 1차 감각 모터 피질의 프리서퍼의 데시칸 아틀라스를 구조적으로 사용하여 정의되며, 베이스라인 스캔에서 다리 대 응력 상태 동안 피험자별 기능 활성화로 정제된다.이 ROI는 그 때 다른 반구의 상동성 영역, 즉, 입질적인 1차 감각 모터 표현에 반영된다. 보조 ROI는 해부학 적 데시칸 아틀라스에 의해 정의 된 전체 양자 목두피 시각적 피질이다. 환자는 경험이 몰입하고 비디오 이미지가 실물 같다고보고했습니다.따라서, 이러한 실시간 비디오 프로젝션 과정은 종래의 미러 테라피와 관련된 감각을 생성할 수 있다. 다리 상태, 즉 발 두드리는 작업으로 인해 나머지 조건에 비해 다리가 손상되지 않은 것을 나타내는 감각 모터 피질의 강력한 활성화로 이어질 것으로 기대합니다. 그러나 절단 된 다리를 나타내는 감각 모터 다리 영역의 덜 뚜렷한 활성화를 볼 것으로 기대합니다.거울 상태는 또한 견고한 모순뿐만 아니라 나머지 조건에 비해 피질 다리 감각 모터 영역의 일부 ipsilateral 활성화를 보여줍니다. 또한, 견고한 피질 활성화는 미러레그 레그 보기와 관련된 시각적 피질 영역에서 후방으로 볼 수 있습니다. 활성화 패턴은 치료를 시작하기 전에 기준상태, 즉 기준상태를 나타내는 것으로 기술된다.이러한 초기 반응은 관심 영역, ROI를 정의하고 각 개인에서 치료 프로토콜이 완료된 후 비교를 허용하는 역할을 합니다. 이 비디오를 시청한 후에는 MRI 스캐너 내부에서 치료를 수행하는 데 필요한 모든 장비를 설정하는 데 필요한 단계를 충분히 이해해야 합니다. 이 프로토콜은 조사관이 팬텀 사지 통증을 가진 개별에 있는 거울 치료와 관련되었던 신경 상관 관계를 보다 정확하게 특성화할 수 있는 새로운 물리적 절차를 기술합니다.우리는 그밖 신경 생리적인 측정 또는 화상 진찰 기술을 사용하여 이 프로토콜의 단계에 따라 사지 절단 후에 두뇌 조직에 관하여 추가 질문에 대답할 수 있었습니다. 이 접근 방식과 관련된 과제는 다리가 스캐너 내부에서 반복적으로 이동해야 한다는 점을 감안할 때 과도한 헤드 모션 아티팩트를 생성할 위험이 있습니다. 과도한 헤드 모션은 이미지 데이터 품질을 손상시킬 수 있습니다.이와 관련하여 이러한 가능성을 완화하기 위해 미리 계획하고 다양한 전략을 실행하는 것이 중요합니다. 여기에는 모의 스캐너의 참가자를 교육하여 머리를 과도하게 움직이지 않고 작업을 수행하도록 교육하고, 머리가 안전하면서도 편안하게 억제되었는지 확인하고, 수집 및 데이터 분석 단계에서 모션 감지 보정 전략을 각각 구현하는 것이 포함됩니다. 실험적 셋업을 구현하는 방법이 비교적 간단하다는 점을 감안할 때, 이러한 접근법은 사지 수족뿐만 아니라 거울 치료가 이미 임상 실습에서 일반적으로 사용되는 뇌졸중이나 척수 손상과 같은 다른 조건에서도 거울 치료 효과의 평가를 허용할 수 있다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

출처: Galenchik-Chan, A., et al. 광시야 망막외 자극을 이용한 시각 피질의 기능적 자기 공명 영상(fMRI). J. Vis. 특급 (2023).  이 비디오는 혈액 산소 농도를 기반으로 활동을 매핑하기 위해 시각 피질의 기능적 자기 공명 영상(fMRI)을 보여줍니다. 구조적 MRI 이미지는 해부학적 참조로 얻은 다음 fMRI 스캔으로 획득합니다. 시각 피질의 망막외 뉴런을 활성화하기 위해 시각적 자극이 표시됩니다. 이러한 자극된 뉴런의 증가된 에너지 요구량은 산소가 공급된 혈액의 흐름을 유도하여 디옥시헤모글로빈을 감소시키고 fMRI 신호를 강화하여 활동을 측정합니다.

혈액 산소 농도 의존적 시각 피질의 기능적 자기 공명 영상

여기에서는 주요 우울 장애에 대한 실험적 치료법으로 배측 전두엽 피질에 대한 MRI 유도 반복 경두개 자기 자극 절차를 간략하게 설명합니다.

치료 저항성 주요 우울 장애에 대한 치료로 dmPFC-RTMS를 자기 공명 영상 유도

이 연구는 신경 항법 시스템 유도 경두개 자기 자극이 의도한 대상을 표적으로 하는 데 더 높은 정확도를 갖는다는 가설을 테스트하기 위해 고안되었으며, 이는 그림 명명에 대한 반응 시간의 지연으로 측정된 건강한 피험자에서 더 높은 수준의 가상 실어증을 유발함으로써 입증되었습니다.

실어증에 대한 Neuronavigation 유도 반복 경 두개 자기 자극

우리는, 자동 제어 기술을 사용하여 편마비 팔의 기능 회복을위한 실시간 미러 로봇 시스템을 개발 재활 의사의 피드백을 통해 건강한 주제에 대한 임상 연구 및 결정 작업을 실시했다. 이 간단한 미러 로봇 팔 편마비 뇌졸중 환자에서 작업 치료에 효과적으로 적용될 수있다.

반신 불수 팔의 기능 복구를위한 로봇 미러 치료 시스템

(훈련 비) 반면에 모터 기술 성능 향상을 위해 한 손으로의 자발적인 제어를 이용 하는 새로운 가상 현실 기반된 설치를 설명 합니다. 이 마치 훈련 비 손을 움직이는 운동 기반 실시간 감각 피드백을 제공 하 여 이루어집니다. 이 새로운 접근은 일방적인 hemiparesis 환자의 재활을 향상 시키기 위해 사용할 수 있습니다.

가상 현실을 사용 하 여 다른 한 손으로에서 모터 기술 지식을 전송 하

우리는 신경학적 적자에서 회복하는 개인의 손 운동 기능을 모니터링하기 위한 유틸리티를 평가하기 위해 새로운 MRI 호환 핸드 유도 로봇 장치를 사용하여 기능적 MRI를 수행했습니다.

손 그립 적자에서 회복하는 개인의 재활을 평가하기 위해 새로운 MRI 호환 손 유도 로봇 장치와 함께 기능MRI

이 문서는 개별 신경 외과 환자에서 중요한 인지 기능을 지원하는 뇌영역을 식별하도록 설계된 다중 모달 뇌 매핑 프로그램의 개요를 제공합니다.

로체스터 대학 의료 센터의 번역 뇌 매핑: 개인화된 뇌 매핑을 통해 마음 보존

우리는 일반적으로 사용되는 것보다 더 많은 시야를 활용하여 시각 피질 기능을 매핑하는 기술을 개발했습니다. 이 접근법은 시력 장애 및 안과 질환의 평가를 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

광시야 망막 자극을 이용한 시각 피질의 기능적 자기 공명 영상(fMRI)

이 연구의 목표는 안전성, 재현성 및 내약성을 포함하여 원내 진료의 표준 절차를 보존하는 원격 감독 경두개 직류 자극(RS-tDCS)의 가정 기반 전달을 위한 프로토콜을 설명하는 것입니다. 포함된 참가자는 환상지 통증(PLP)이 있는 환자입니다.

환상지 통증에 대한 가정 기반, 원격 감독, 경두개 직류 자극 사용

가상 현실 환경에서의 운동 이미지는 뇌-컴퓨터 인터페이스 시스템에 광범위하게 응용됩니다. 이 원고는 가상 현실 환경에서 참가자가 상상한 동작을 수행하는 참가자와 유사한 개인화된 디지털 아바타를 사용하여 몰입감과 신체 소유 의식을 향상시키는 방법을 설명합니다.

가상 현실 지원 뇌-컴퓨터 인터페이스 환경에서 구현된 디지털 트윈을 통한 모터 이미지 성능

학습하세요 MRI 환경에서 실시간 영상 투영을 활용한 미러 치료의 신경 상관 관계를 특성화하는 방법을. 하지 절단 환자의 팬텀 사지 통증 메커니즘을 이해하는 데 도움이 됩니다.

팬텀 사지 통증에 대 한 미러 치료와 관련 된 신경 상관 관계의 특성에 대 한 MRI에서 실시간 비디오 프로젝션

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