De alta resolução funcionais Métodos ressonância magnética para Midbrain Humanos

O objetivo geral deste procedimento é medir sinais de FMRI de alta resolução no mesencéfalo e tronco cerebral humanos. Isso é feito apresentando primeiro o estímulo visual apropriado ao sujeito da pesquisa. Em seguida, um conjunto ideal de FMRI.

Procedimentos e parâmetros são usados para coletar dados e os dados são analisados usando uma combinação de técnicas de análise padrão e baseadas em superfície. A etapa final é sobrepor os dados em uma representação de superfície 3D para visualização. Em última análise, o FMRI de alta resolução é usado para mostrar uma representação topográfica do ângulo polar para estimulação visual no cólus superior humano.

A principal vantagem desta técnica sobre os métodos existentes para estruturas subcorticais é que somos capazes de alcançar uma alta resolução enquanto superamos a baixa relação sinal-ruído associada ao FMRI de alta resolução. Somos capazes de fazer isso usando técnicas especializadas de análise e aquisição de imagens. Embora este método tenha sido projetado especificamente para a função de imagem no cólus superior humano, ele também pode ser aplicado a outras regiões subcorticais, como o núcleo ululado lateral, o cólus inferior ou o núcleo subtalâmico.

Para obter um ângulo polar, o mapa atópico da retina no Colus superior primeiro estabeleceu um paradigma funcional usando uma cunha de 90 graus de pontos móveis como estímulo. O estímulo é dividido em dois por três setores virtuais com pontos em um dos setores escolhidos aleatoriamente em cada tentativa para se mover mais devagar ou mais rápido do que todos os outros pontos. Aqui está um exemplo de teste com os pontos do setor centro-esquerdo movendo-se mais rápido do que os pontos em outros setores.

Após cada tentativa, a cunha gira em torno da fixação em incrementos de 30 graus para que o estímulo complete um ciclo completo com um período de 24 segundos. Cada corrida consiste em nove rotações e meia do estímulo e as sessões experimentais devem incluir 16 a 18 corridas antes da varredura. Peça a cada sujeito que pratique a tarefa visual para cada tentativa de dois segundos.

Instrua o sujeito a secretamente, preste atenção à cunha e execute uma tarefa de discriminação de velocidade, mantendo a fixação. Usando um pressionamento de botão, o sujeito deve indicar se os pontos em um dos setores estão se movendo mais rápido ou mais devagar do que outros setores antes que os procedimentos padrão de segurança de ressonância magnética sejam seguidos. Posicione o assunto na mesa do scanner e coloque a bobina de RF sobre a cabeça.

Em seguida, certifique-se de prender a cabeça do sujeito com almofadas de espuma para minimizar o movimento da cabeça. Explique que o FMRI é particularmente sensível a artefatos de movimento, especialmente nas altas resoluções espaciais usadas neste estudo. Coloque também um teclado de botão COMPATÍVEL COM RESSONÂNCIA MAGNÉTICA em uma mão e dê instruções sobre qual botão pressionar durante a tarefa.

O estímulo é projetado em uma tela de exibição vista usando um espelho montado na bobina. O colo superior humano é uma estrutura pequena, mas distinta, com cerca de nove milímetros de diâmetro, localizada na superfície dorsal do mesencéfalo, e várias séries de imagens localizadoras são necessárias para sua localização precisa. Execute os localizadores ao longo dos planos axial e coronal sagital.

Agora use essas imagens do localizador para prescrever com precisão o colus superior com oito a 10 fatias contíguas. Em seguida, obtenha imagens estruturais ponderadas T um de alta resolução usando uma sequência SPGR tridimensional. Essas imagens serão usadas para alinhar os dados do FMRI a um volume de referência estrutural de alta resolução que deve ser obtido em uma sessão separada.

Em seguida, configure para imagens funcionais usando uma aquisição de trajetória espiral de três disparos para obter um tamanho de pixel simples de 1,2 milímetros. Defina o tempo de eco para 40 milissegundos, que é mais longo do que o normalmente usado no córtex, correspondendo a um valor medido mais longo de T conjunto de duas estrelas. TR a um segundo para que um volume seja adquirido a cada três segundos.

Quando estiver pronto, inicie a verificação enquanto executa o paradigma funcional. Quando a imagem funcional estiver concluída, obtenha outra série de imagens estruturais T one de alta resolução em uma sessão separada. Para cada sujeito, obtenha um volume de referência de alta resolução usando uma sequência ponderada T um que fornecerá um bom contraste de tecido.

Esta sequência terá cerca de 28 minutos de duração. Assim que a imagem estiver concluída, use uma combinação de técnicas automáticas e manuais fornecidas no software ITK SNAP para segmentar porções do tronco cerebral e do tálamo no volume de alta resolução. A interface do tecido liquórico do colículo superior é interpolada a partir da segmentação usando tesselação de densidade ISO e, em seguida, refinada para produzir uma representação de superfície suave e precisa.

Essa superfície fornece vértices e normais que são usados para cálculos laminares, bem como um meio de visualizar dados funcionais. A análise descrita utiliza o pacote de software Mr.Vista, bem como ferramentas desenvolvidas no framework Mr.Vista. Comece inicializando uma sessão e escolhendo a opção de normalizar espacialmente a intensidade dos dados médios para reduzir os efeitos da bobina na homogeneidade e descartar a primeira metade do ciclo de imagens.

Para evitar o equilíbrio transitório da RM e os efeitos hemodinâmicos. Em seguida, abra o software Mr.Vista. Em seguida, execute o movimento do assunto e as correções de tempo de corte.

Em seguida, calcule a média das várias execuções registradas em cada sessão. Para melhorar o SNR, alinhe os dados estruturais da sessão FMRI ao volume de referência. Carregue o alinhamento e a segmentação no Mr.Vista.

Em seguida, transforme os dados de séries temporais funcionais no volume de referência segmentado. As etapas a seguir, utilizam ferramentas desenvolvidas no framework Mr.Vista. Calcule um mapa de distância calculando a distância entre cada voxel de tecido SC e seu vértice mais próximo na superfície SE.

Essas distâncias são usadas para medir a posição laminar dentro do volume de referência. Em seguida, execute um processo de segmentação laminar para permitir a média de profundidade dos dados da série temporal para melhorar o SNR. Para cada ponto na superfície SC, use essas associações laminares para calcular a média da série temporal em um intervalo de profundidade especificado para analisar a representação topográfica dos dados.

Realize a análise de coerência na série temporal média de profundidade ajustando um sinusóide na frequência de repetição do estímulo para cada voxel a partir deste ajuste deriva mapas de superfície de resposta, amplitude, coerência e fase. A fase do ajuste senoidal medirá a posição do estímulo. Aqui vemos dados de fase sobrepostos em uma superfície 3D da fase zero SC corresponde ao meridiano vertical superior.

O estímulo então gira no sentido horário, de modo que uma torta em duas fases corresponde a quando o estímulo girou para o meridiano horizontal no campo visual direito. Após o radiano PI da fase, o estímulo cruza para o campo visual esquerdo e assim por diante. A resposta à estimulação visual é representada Contral laly no SC IE, o campo visual esquerdo é representado no SC direito e vice-versa.

Os limites de toda a extensão superficial do SC são marcados por linhas tracejadas vermelhas. Existe uma organização topográfica da atividade. O campo visual superior direito é representado medialmente no colus esquerdo e o campo inferior é representado lateralmente.

Da mesma forma, o campo visual superior esquerdo é representado medialmente à direita, o colículo e o inferior são representados lateralmente. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como realizar FMRI de alta resolução no mesencéfalo humano e no tronco encefálico em particular, você deve ser capaz de entender como apresentar um estímulo visual. Colete dados FMRI de alta resolução, execute análises padrão e baseadas em superfície e, finalmente, renderize os dados em uma superfície 3D para obter mapas de tópicos Tino na superfície do colículo superior.