Ocena testów poznania za pomocą komputerowego tabletu dotykowego, śledzenie oczu oraz funkcjonalne obrazowanie rezonansu magnetycznego

Rozwijamy technologię MRI do badania struktury i funkcjonowania mózgu. Naszym celem jest poprawa zrozumienia chorób neurologicznych oraz wspieranie zwiększonego wykorzystania MRI w zastosowaniach klinicznych, w tym w leczeniu kierowanym obrazem. Tablet cyfrowy wrażliwy na dotyk umożliwia naturalistyczne pisanie i rysowanie podczas funkcjonalnego MRI aktywności mózgu.

Ta technologia daje nowe możliwości oceny relacji mózg-zachowanie. fMRI musi być wykonywane bardzo ostrożnie. Uczestnik musi leżeć na plecach i trzymać głowę nieruchomo.

Technologia tabletów nie może generować sił magnetycznych, nagrzewania częstotliwości radiowej ani zakłóceń w częstotliwości radiowej. Obwody nerwowe aktywowane przez standardowe testy poznawcze dotyczące zachowań pisania i rysowania są słabo poznane. Nasze wyniki FMRI pomagają naukowcom i klinicystom lepiej interpretować wyniki testów poznawczych.

Badania wzrokowych proprioceptywnych procesów ruchowych oczu i ruchów ręki iterują na poziomach aktywności i zachowania mózgu. Równoprosto z rozwojem szeroko zakrojonych badań fMRI o zwiększonej trafności ekologicznej. Na początek przymocuj tablet do ramy i przyłącz kamerę wideo kompatybilną z MRI.

Naklej świeżą niebieską taśmę na powierzchnię tabletu, upewniając się, że cały obszar dotyku jest pokryty bez większych zagnieceń. Usuń nadmiar taśmy z krawędzi tabletu. Przynieś tablet, rysik, kabel link do tabletu oraz kable do kamery wideo tabletu do pomieszczenia magnetycznego.

Podłącz tablet i kamerę wideo. Połączyć kable z częścią panelu penetracyjnego RF po stronie magnetycznej komory. Następnie wsuń klipsy kompatybilne z MRI do poręczy stołu pacjenta, zabezpieczając po dwa klipsy z każdej strony.

Aby przymocować system tabletu, zamontuj tylny ekran projekcyjny kompatybilny z MRI wewnątrz otworu magnetycznego, około dwóch metrów od projektora. Umieść kamerę śledzącą oczu kompatybilną z MRI między ekranem projektora a zewnętrzną krawędzią otworu magnetycznego, upewniając się, że mocowanie kamery jest równo z krawędzią otworu. Dokręć plastikowe śruby na mocowaniu, aby zabezpieczyć system śledzenia wzroku.

Teraz przygotuj stół pacjenta, montując cewkę głowicową 64 kanałów. Polec uczestnikowi leżeć na plecach na stole i całkowicie włożyć głowę w spiralę. Umieść wokół głowy uczestnika wystółkę, aby ograniczyć ruch i zapewnić bezpieczne dopasowanie.

Przykręć cewkę głowicy i użyj lasera orientacyjnego, aby potwierdzić, że głowa uczestnika jest wyśrodkowana wewnątrz cewki. Reguluj pozycję lusterka cewki głowy, aż uczestnik będzie mógł wyraźnie i bez przeszkód widzieć tylny ekran projekcji. Następnie umieść uchwyt na tablicy na talii uczestnika tak, aby powierzchnia czuła na dotyk wygodnie spoczywała i wspierała ruchy pisania i rysowania.

Teraz umieść rysik tabletu w dominującej dłoni uczestnika i polec trzymać go jak długopis. Poproś uczestnika, aby dotknął rysikiem wszystkich czterech rogów powierzchni tabletu, aby ocenić zasięg i komfort. Dostosuj pozycję mocowania i dodaj wystółkę pod łokciem, jeśli trzeba, aby poprawić komfort lub dostępność za pomocą pasków na rzepy.

Przymocuj tabletki do łóżka pacjenta. Powoli wsuń zarówno system uczestnika, jak i tabletu do otworu magnetycznego, upewniając się, że tablet nie styka się z krawędzią otworu i że kable pozostają rozplątane. Na komputerze z kamerą wideo na tablecie uruchom program EXE kamery wideo.

Następnie stwórz nową sesję zrzutu ekranu dla uczestnika. Zgodnie z zaleceniami instrukcji obsługi EyeLink 1000 Plus, skonfiguruj progi odbicia źrenic i rogówki oraz skalibruj i zweryfikowaj kamerę śledzącą oczu. Aby dostosować kamerę śledzącą oczu i ustawić ostrość na prawym oku uczestnika, przełączaj się między widokami kamery, dostroj obiektyw i zmodyfikuj iluminator, aż widok zostanie zoptymalizowany.

Gdy próg źrenicy i odbicie rogówki będą akceptowalne, dokumentuj te wartości i rozpocznij kalibrację dziewięciu punktów. Następnie zweryfikowaj kalibrację. Przed przejściem do eksperymentu FMRI należy zapisać zarówno średnią, jak i maksymalną wartość kąta walidacji.

Następnie użyj komputera odpowiedzi bodźcowej, aby rozpocząć kalibrację powierzchni dotykowej tabletu. Poinstruuj uczestnika, aby używał chlewu do kolejnego dotykania i puszczania trzech celów pojawiających się na ekranie w wyznaczonym czasie. Po zakończeniu kalibracji uruchom aplikację do edycji grafiki referencyjnej.

Poinstruuj uczestnika, aby rysował swobodnie, aby potwierdzić dokładne śledzenie jęczmienia. Teraz zapoznaj uczestnika z pisaniem na tablecie, prosząc go o wykonanie samodzielnego zadania treningowego, które jest wykorzystywane w podstawowych badaniach drżeń. Aby zapoznać uczestnika z TMT, poprowadź go przez uproszczoną wersję szkoleniową TMT-A i TMT-B, każda z 12 punktami.

Następnie przechodzimy do naprzemiennych pełnowymiarowych wersji TMT-A i TMT-B z przearanżowanymi elementami z wykorzystaniem eksperymentalnego timingu zadań. Monitoruj wydajność uczestnika przez cały czas, aby upewnić się, że tablet jest prawidłowo skalibrowany i zadanie wykonywane jest dokładnie. Teraz rozpocznij sesję śledzenia wzroku, wybierając "rozpocznij nagrywanie" w programie do nagrywania ekranu na komputerze z kamerą na tablecie.

Następnie na komputerze odpowiedzi bodźców otwórz Run1_slow TMT. Skrypt ebs2 Prime używa E-Run. Wprowadź identyfikator uczestnika oraz numer sesji, gdy skrypt E-Run o to poprosi.

Podczas biegu przydziel jednego członka laboratorium do monitorowania danych z zakresu oczu, aby zapewnić stabilny sygnał jednocześnie. Niech drugi członek laboratorium obserwuje wyniki uczestnika podczas zadania TMT, upewniając się, że instrukcje są przestrzegane i nie występują żadne problemy techniczne, takie jak niestabilna projekcja czy śledzenie przez stylistę. Poproś drugiego członka laboratorium o udokumentowanie wszelkich błędów w wynikach TMT-A lub TMT-B wraz z powiązanym numerem badania.

Po zakończeniu biegu zatrzymaj nagrywanie przez eye tracker. W oprogramowaniu do nagrywania ekranu SR wykonaj test dryfu w jednym punkcie, wybierając Drift Correct. W Drugim Biegu zrestartuj sesję nagrywania z śledzeniem oczu na komputerze z kamerą wideo na tablecie. Na komputerze odpowiedzi bodźców otwórz TMT-Run2_slow.

Skrypt ebs2 E-Run. Wprowadź ten sam identyfikator uczestnika i numer sesji, co w Run One. Powtórz instrukcje zadania po zakończeniu eksperymentu.

Wykonaj ostatnią weryfikację śledzenia oczu i zapisz średnie oraz maksymalne wartości błędu. Następnie kliknij plik, a następnie zamknij oprogramowanie do śledzenia oczu, aby sfinalizować i wyeksportować dane. Wyjmij uczestnika z otworu magnetycznego i rozpocznij demontaż sprzętu.

Na koniec wyłącz wszystkie komputery i sprzęt. W pierwszych sekundach zarówno TMT-A, jak i TMT-B, wzrok uczestników poszukiwał celów, zanim zainicjował ruch igłą we wszystkich przedziałach czasowych, a spojrzenie konsekwentnie poprzedzało ruch łączący rysikiem zarówno w TMT-A, jak i TMT-B. Czas ukończenia był dłuższy dla TMT-B niż dla TMT-A.

Sekundy na jedno łącze wskazywały na tendencję wzrostu TMT-B niż TMT-A. Nie stwierdzono istotnych różnic między TMT-A a TMT-B w zakresie długości okresu łączenia, czasu trwania okresu niełączenia, całkowitej odległości, dodatkowej przebytej odległości ani odległości na jedno łącze. Siła wyciągu była nieco wyższa podczas TMT-B w porównaniu do TMT-A, a liczba mrugnięć w jednym badaniu była istotnie większa podczas TMT-B.

Wskaźnik mrugania pozostał znacząco wyższy w TMT-B, nawet po uwzględnieniu różnic w czasie ukończenia. Procent czasu spędzonego na fiksacji był znacząco niższy podczas TMT-B niż podczas TMT-A. Funkcjonalny rezonans magnetyczny wykazał szeroką pozytywną aktywację mózgu zarówno podczas TMT-A, jak i TMT-B w porównaniu do fiksacji wzrokowej.

Aktywacja mózgu obejmowała takie obszary jak móżdżek, płaty ciemieniowe, zakręcenie potyliczne oraz obszary czołowe. Nie zaobserwowano istotnych różnic w aktywacji mózgu przy bezpośrednim porównaniu TMT-B z TMT-A.