Evaluatie van cognitietests met behulp van een gecomputeriseerde aanraakgevoelige tablet, oogtracking en functionele magnetische resonantiebeeldvorming

We ontwikkelen MRI-technologie om hersenstructuur en -functie te bestuderen. We streven ernaar het begrip van neurologische aandoeningen te verbeteren en het gebruik van MRI in klinische toepassingen te ondersteunen, waaronder beeldgeleide behandelingen. Een aanraakgevoelige digitaliseringstablet maakt naturalistisch schrijven en tekenen mogelijk tijdens een functionele MRI van hersenactiviteit.

Deze technologie biedt nieuwe mogelijkheden om hersengedragsrelaties te evalueren. fMRI moet heel voorzichtig worden uitgevoerd. De deelnemer moet op zijn rug liggen en zijn hoofd stil houden.

De tablettechnologie mag geen magnetische krachten veroorzaken, radiofrequentieverhitting of radiofrequentie-interferentie. De neurale circuits die door standaard cognitieve tests met schrijf- en tekengedrag worden belicht, zijn slecht begrepen. Onze FMRI-resultaten helpen onderzoekers en clinici om cognitieve testresultaten beter te interpreteren.

Onderzoek naar een visueel proprioceptief oculaire motorische en handmotorische processen itereren op het niveau van hersenactiviteit en gedrag. Naast de ontwikkeling van breed scala aan fMRI-studies met verbeterde ecologische validiteit. Om te beginnen bevestigt u de tablet aan het frame en bevestigt u de MRI-compatibele videocamera.

Breng verse blauwe tape aan over het tabletoppervlak zodat het hele aanraakoppervlak bedekt is zonder grote vouwen. Verwijder overtollige tape van de randen van de tablet. Breng de tablet, stylus, tablet linkkabel en tablet videocamera linkkabels naar de magnetenkamer.

Verbind de tabletlink en de videocamera. Verbind kabels met de magnetkamerzijde van het RF-penetratiepaneel. Schuif vervolgens de MRI-compatibele clips in de balken van de patiëntentafel, waarbij je aan elke kant twee clips vastzet.

Om het tabletsysteem vast te maken, monteer je het MRI-compatibele achterprojectiescherm in de magneetboring op ongeveer twee meter van de projector. Plaats de MRI-compatibele oogvolgcamera tussen het projectiescherm en de buitenrand van de magneetboring, zodat de camerabevestiging gelijk ligt met de rand van het boor. Draai de plastic schroeven van de bevestiging aan om het oogvolgsysteem vast te zetten.

Bereid nu de patiëntentafel voor door de 64-kanaals kopspoel te installeren. Geef de deelnemer de instructie om op zijn rug op de tafel te liggen en het hoofd volledig in de spiraal te plaatsen. Plaats vulling rond het hoofd van de deelnemer om beweging te beperken en een stevige pasvorm te garanderen.

Bevestig de kopspoel en gebruik de landmark-laser om te bevestigen dat de kop van de deelnemer in het midden van de spoel zit. Pas de positie van de kopspoelspiegel aan totdat de deelnemer het achterprojectiescherm duidelijk en zonder belemmering kan zien. Plaats vervolgens de tablethouder over de taille van de deelnemer zodat het aanraakgevoelige oppervlak comfortabel rust om schrijf- en tekenbewegingen te ondersteunen.

Plaats nu de tabletstylus in de dominante hand van de speler en geef de instructie om deze als een pen vast te houden. Vraag de deelnemer om alle vier de hoeken van het tabletoppervlak met de stylus aan te raken om bereik en comfort te beoordelen. Pas de bevestigingspositie aan en voeg indien nodig vulling onder de elleboog toe om het comfort of de toegang te verbeteren met klittenbanden.

Bevestig het tabletsysteem aan het patiëntbed. Schuif langzaam zowel het deelnemer- als het tabletsysteem in de magneetboring, zodat de tablet de boringrand niet raakt en de kabels niet ontwart blijven. Start op de videocameracomputer van de tablet het videocamera EXE-programma.

Maak vervolgens een nieuwe schermopnamesessie voor de deelnemer. Volgens de aanbevelingen van de EyeLink 1000 Plus-gebruikershandleiding configureer je de pupil- en hoornvliesreflectiedrempels en kalibreer en valideer je de oogvolgcamera. Om de eye tracking-camera zo aan te stellen dat deze op het rechteroog van de deelnemer focust, wissel je tussen camerabeelden, verfijn je de lens en pas je de belicht aan totdat het beeld geoptimaliseerd is.

Zodra de pupildrempel- en corneale reflectiewaarden acceptabel zijn, documenteer je deze waarden en start je de negenpuntskalibratie. Verifieer daarna de kalibratie. Noteer zowel de gemiddelde als de maximale validatiehoekwaarden voordat je doorgaat met het FMRI-experiment.

Gebruik vervolgens de stimulus response-computer om te beginnen met de kalibratie van het tablet-aanraakoppervlak. Geef de speler de opdracht om de stil te gebruiken om de drie doelen die op het scherm verschijnen binnen de gestelde tijdslimieten achter elkaar aan te raken en los te laten. Zodra de kalibratie voltooid is, start je de verwezen grafische bewerkingsapplicatie.

Geef de deelnemer de instructie om vrij te trekken om nauwkeurige stalvolging te bevestigen. Maak de deelnemer nu vertrouwd met tablet-gebaseerd schrijven door hem of haar te vragen een zelfgestuurde trainingsopdracht te voltooien die wordt gebruikt bij essentiële tremorstudies. Om de deelnemer vertrouwd te maken met de TMT, begeleid je hem of haar door een vereenvoudigde trainingsversie van TMT-A en TMT-B, elk met 12 items.

Daarna wisselen we volledige versies van TMT-A en TMT-B af met herschikte items met experimentele taaktiming. Monitor de prestaties van de deelnemer gedurende de hele tijd om ervoor te zorgen dat de tablet correct gekalibreerd blijft en de taak nauwkeurig wordt uitgevoerd. Begin nu de oogvolgsessie door te kiezen op 'Start Recording' in het schermrecorderprogramma op de tablet-videocameracomputer.

Open vervolgens op de stimulusresponscomputer de TMT-Run1_slow. ebs2 Prime scriptbestand met E-Run. Voer de deelnemer-ID en het sessienummer in wanneer het E-Run-script daarom vraagt.

Wijs tijdens de run één lablid toe om de oogvolggegevens te monitoren om tegelijkertijd een stabiel signaal te garanderen. Laat een tweede lablid de prestaties van de deelnemer bij de TMT-taak observeren, zodat de instructies worden opgevolgd en er geen technische problemen zijn, zoals onbetrouwbare projectie of het volgen van de stylist. Vraag het tweede lablid ook om eventuele fouten in TMT-A of TMT-B prestaties te documenteren, samen met het bijbehorende proefnummer.

Na voltooiing van de run stop je de oogvolgerregistratie. In de SR research screen recorder-software voer je een enkele punt drift check uit door Drift Correct te selecteren. Voor Run Two start je de eyetracking-opnamesessie opnieuw op de computercomputer van de tablet-videocamera. Open op de stimulusresponscomputer de TMT-Run2_slow.

ebs2 E-Run scriptbestand. Voer dezelfde deelnemer-ID en sessienummer in als in Run One. Herhaal de taakinstructies zodra het experiment is afgerond.

Voer nog één laatste oogtrackingvalidatie uit en registreer de gemiddelde en maximale fouten. Klik dan op bestand en vervolgens op sluiten in de oogvolgsoftware om de data te finaliseren en te exporteren. Haal de deelnemer uit de magneetboring en begin met het uithalen van de apparatuur.

Zet tenslotte alle computers en apparatuur uit. Tijdens de eerste seconden van zowel TMT-A als TMT-B zochten de deelnemers met hun blik naar doelen voordat ze de stylusbeweging initieerden over alle getoonde tijdsintervallen; de blik volgde consequent de stylus-koppelingsbeweging in zowel TMT-A als TMT-B. De voltooiingstijd was langer voor TMT-B dan voor TMT-A.

Seconden per link toonden een trend om hoger te zijn voor TMT-B dan voor TMT-A. Er werden geen significante verschillen gevonden tussen TMT-A en TMT-B in de duur van de koppelperiode, de duur van niet-koppelende periodes, de totale afstand, de extra afgelegde afstand of de afstand per verbinding. De styluskracht was iets hoger tijdens TMT-B vergeleken met TMT-A, en het blink-aantal per proef was significant hoger tijdens TMT-B.

De blinkrate bleef aanzienlijk hoger in TMT-B, zelfs na rekening te houden met voltooiingstijdverschillen. Het percentage tijd dat aan fixatie werd besteed was significant lager tijdens TMT-B dan tijdens TMT-A. Functionele MRI toonde brede positieve hersenactivatie aan tijdens zowel TMT-A als TMT-B vergeleken met visuele fixatie.

Hersenactivatie omvatte gebieden zoals het cerebellum, pariëtale lobulen, occipitale gyri en frontale gebieden. Er werden geen significante verschillen in hersenactivatie waargenomen bij het direct contrasteren van TMT-B met TMT-A.