Высокое разрешение функциональной магнитно-резонансной томографии методы по правам мозга

Общая цель этой процедуры заключается в измерении сигналов FMRI с высоким разрешением в среднем мозге человека и стволе мозга. Это достигается путем предъявления соответствующего визуального стимула субъекту исследования. Тогда оптимальный набор ФМРТ.

Для сбора данных используются процедуры и параметры, а данные анализируются с использованием комбинации стандартных и поверхностных методов анализа. Последним шагом является наложение данных на 3D-представление поверхности для визуализации. В конечном счете, FMRI с высоким разрешением используется для отображения топографического представления полярного угла к визуальной стимуляции в верхнем колусе человека.

Основное преимущество этой методики перед существующими методами для подкорковых структур заключается в том, что мы можем достичь высокого разрешения, преодолевая при этом низкое отношение сигнал/шум, связанное с высоким разрешением FMRI. Мы можем сделать это с помощью специализированных методов анализа изображений и сбора изображений. Хотя этот метод был разработан специально для визуализации функции в верхнем колусе человека, он также может быть применен к другим подкорковым областям, таким как латеральное улюлатное ядро, нижний колюс или субталамическое ядро.

Чтобы получить полярный угол, атопическая карта сетчатки в верхнем колусе сначала установила функциональную парадигму, используя в качестве стимула 90-градусный клин движущихся точек. Стимул разделен на два на три виртуальных сектора с точками в одном из секторов, случайно выбранных в каждой попытке, чтобы двигаться медленнее или быстрее, чем все остальные точки. Вот пример испытания с центральными левыми секторными точками, движущимися быстрее, чем точки в других секторах.

После каждой попытки клин вращается вокруг фиксации с шагом 30 градусов так, чтобы стимул завершал полный цикл с 24-секундным периодом. Каждый прогон состоит из девяти с половиной оборотов стимула, а экспериментальные сеансы должны включать от 16 до 18 прогонов перед сканированием. Пусть каждый испытуемый попрактикуется в визуальном задании для каждых двух вторых попыток.

Проинструктируйте испытуемого скрытно, следите за клином и выполняйте задание на распознавание скорости, сохраняя фиксацию. С помощью нажатия кнопки субъект должен указать, движутся ли точки в одном из секторов быстрее или медленнее, чем в других секторах, прежде чем следует следовать стандартным процедурам безопасности МРТ. Расположите объект на столе сканера и поместите радиочастотную катушку над головой.

Затем обязательно закрепите голову объекта поролоновыми подушечками, чтобы свести к минимуму движения головы. Объясните, что FMRI особенно чувствителен к артефактам движения, особенно при высоких пространственных разрешениях, использованных в этом исследовании. Также положите в одну руку кнопочную панель, совместимую с МРТ, и дайте инструкции относительно того, какую кнопку нажимать во время выполнения задания.

Стимул проецируется на экран дисплея, видимый с помощью зеркала, установленного на катушке. Верхний колюс человека представляет собой небольшую, но четкую структуру около девяти миллиметров в диаметре, расположенную на дорсальной поверхности среднего мозга, и для ее точной локализации требуется несколько серий визуализации локализатора. Проведите локализаторы вдоль сагиттальной, аксиальной и корональной плоскостей.

Теперь используйте эти изображения локализатора, чтобы точно предписать верхний колюс с восемью-10 непрерывными срезами. Затем получите структурные изображения с высоким разрешением, T one weighted, используя трехмерную последовательность SPGR. Эти изображения будут использоваться для выравнивания данных FMRI в соответствии со структурным эталонным объемом с высоким разрешением, который должен быть получен в отдельном сеансе.

Далее настраивается на функциональную визуализацию с использованием трехимпульсной спиральной траектории для получения размера пикселя 1,2 миллиметра. Установите время эха равным 40 миллисекундам, что больше, чем обычно используется в коре головного мозга, что соответствует более длительному измеренному значению набора двух звезд T. TR с точностью до одной секунды, чтобы объем регистрировался каждые три секунды.

Когда все будет готово, начните сканирование, одновременно запуская функциональную парадигму. После завершения функциональной визуализации получите еще одну серию структурных изображений с высоким разрешением T one в отдельном сеансе. Для каждого объекта получите эталонный объем с высоким разрешением, используя взвешенную последовательность T one, которая обеспечит хороший контраст тканей.

Эта последовательность будет длиться около 28 минут. После завершения визуализации используйте комбинацию автоматических и ручных методов, предоставленных в программном обеспечении ITK SNAP, чтобы сегментировать участки ствола мозга и таламуса в объеме с высоким разрешением. Граница раздела ткани спинномозговой жидкости верхнего бугорка интерполируется из сегментации с помощью тесселяции плотности ISO, а затем уточняется для получения гладкого и точного представления поверхности.

Эта поверхность предоставляет вершины и нормали, которые используются для ламинарных вычислений, а также средства для визуализации функциональных данных. В описанном анализе используется программный комплекс Mr.Vista, а также инструменты, разработанные на фреймворке Mr.Vista. Начните с инициализации сеанса и выбора параметра пространственной нормализации интенсивности средних данных, чтобы уменьшить влияние катушки на однородность и отбросить первую половину цикла изображений.

Во избежание переходных МРТ, равновесия и гемодинамических эффектов. Затем откройте программу Mr.Vista. Затем выполните коррекцию движения объекта и времени среза.

Затем усредните несколько прогонов, записанных в каждой сессии. Чтобы улучшить отношение сигнал/шум, выровняйте структурные данные для сеанса FMRI по эталонному объему. Загрузите выравнивание и сегментацию в Mr.Vista.

Затем преобразуйте данные функциональных временных рядов в сегментированный опорный объем. Для выполнения следующих шагов используйте инструменты, разработанные на фреймворке Mr.Vista. Вычисление карты расстояний путем вычисления расстояния между каждым тканевым вокселом SC и его ближайшей вершиной на поверхности SE.

Эти расстояния используются для измерения ламинарного положения в пределах опорного объема. Затем выполните процесс ламинарной сегментации, чтобы обеспечить усреднение глубины данных временных рядов для улучшения отношения сигнал/шум. Для каждой точки на поверхности SC используйте эти ламинарные ассоциации для усреднения временных рядов в указанном диапазоне глубин для анализа топографического представления данных.

Выполните анализ когерентности на временных рядах средней глубины путем аппроксимации синусоиды по частоте повторения стимулов для каждого воксела из этой аппроксимации получите поверхностные карты отклика, амплитуды, когерентности и фазы. Фаза синусоидального прилегания будет измерять положение стимула. Здесь мы видим фазовые данные, наложенные на трехмерную поверхность нулевой фазы SC, соответствующей верхнему вертикальному меридиану.

Затем стимул поворачивается по часовой стрелке, так что круговая диаграмма над двумя фазами соответствует моменту, когда стимул повернулся к горизонтальному меридиану в правом поле зрения. После PI радиана фазы стимул переходит в левое поле зрения и так далее. Реакция на визуальную стимуляцию представлена Contral laly в SC IE, левое поле зрения представлено на правой SC и наоборот.

Красными пунктирными линиями обозначены границы всей поверхностной протяженности СК. Имеется топографическая организация деятельности. Правое верхнее поле зрения представлено медиально на левом колюсе, а нижнее поле представлено латерально.

Аналогично, левое верхнее поле зрения представлено медиально справа, холмистое и нижнее представлено латерально. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как выполнять FMRI с высоким разрешением в среднем мозге человека и стволе мозга в частности, вы должны быть в состоянии понять, как предъявлять визуальный стимул. Собирайте данные FMRI с высоким разрешением, выполняйте стандартный и поверхностный анализ и, наконец, визуализируйте данные на 3D-поверхности для получения тематических карт Tino на поверхности верхнего холма.