비디오에 표시되고 본원에 기술된 활동은 로체스터 대학 의료 센터에서 더 큰 최소 위험 IRB 안에 속합니다. 1. 모집 수술 전 인지 및 MRI 기반 평가를 위한 높은 스루풋 프로그램을 수립하여 모든 추천 제공자로부터 환자를 적시에 효율적으로 파악할 수 있습니다. 행정 및 임상 직원을 보다 폭넓은 노력에 참여시키.참고 : 효과적인 것으로 입증 된 구체적인 단계는 새로운 환자가 뇌에 모집 후보가 될 수있는 클리닉에 제출 할 때 참석 외과 의사 (또는 지원 직원의 사람)에 의해 자동으로 전송되는 그룹 이메일 목록의 설립이었다 매핑 프로그램. 2. 수술 전 MRI 매핑 로체스터 의과 대학의 고급 뇌 이미징 및 신경 생리학 센터 (공식적으로 ‘뇌 이미징로 알려진’로 알려진)에서 64 채널 헤드 코일을 갖춘 3T MRI 스캐너에서 MRI 데이터를 수집합니다. 이전 간행물7,8,9,10,11,12,13에 설명 된 바와 같이, 전체 뇌 이미징을 허용 BOLD MRI 및 DTI에 대한 표준 시퀀스를 사용 ,14,15,16,17,18,19,20,21,22 ,23,24,25. 모든 fMRI 동안 수집된 호흡 및 심박수를 모니터링하여 소음의 회귀를 위해26,27.참고 : 지난 10 년 동안, 우리는 언어 (음성, 청각, 단일 단어, 전체 문장), 운동 기능 (전이 손가락, 혀 및 발 움직임에서 높은 수준의 전이 적 행동에 이르기까지), 음악을 매핑하는 기능적 MRI 실험 라이브러리를 개발했습니다. 능력, 수학 및 숫자 지식, 기본 감각 기능 (예를 들어, 낮은 수준의 시각적 처리의지도에 망막 매핑11,14,24). 모든 실험, 재료 및 분석 스크립트는 www.openbrainproject.org 사용할 수 있습니다. 3. 신경 심리학 테스트 모든 인지 테스트 중에 환자가 편안하고 인체 공학적으로 최적화된 설정(그림 1)을 사용하고 모든 테스트 구조에 빈번한 휴식 시간(8분마다)을 구축하여 보장되도록 주의하십시오. 모든 저급 종양 환자는 수술 1개월 전, 수술 후 1개월, 수술 후 6개월(수술 전 및 6개월 수술 후 시점에서만 검사 완료)28,29 ,30,31,32. 자발적인 연설 (쿠키 도난 사진33,신데렐라 이야기34,35,36). 범주 유창성(작업, 의미 체계 범주, F, A, S로 시작하는 단어). 단어 읽기 및 반복 (명사, 동사, 형용사, 비 단어, 길이와 빈도에 일치). 스노드그라스 오브젝트 이름 지정(n= 260 37). 청각 이름 지정(n= 60 38). 높은 클로즈 문장 완료 (30 분). 버밍엄 객체 인식 배터리 (BORB, 길이 포함 | 사이즈 | 오리엔테이션 | 갭 매칭 | 겹치는 수치 | 단축된 전망 | 개체 현실결정 39). 청각 최소 페어 차별 (예 : pa 대 da, ga 대 ta31,40). 문장 사진 일치 (뒤집을 수 있는 패시브40포함). 색상 이름 지정 및 판스워스 먼셀 색조 정렬41. 캠브리지 얼굴 테스트30,42. 캘리포니아 구두 학습시험 (43) 웨슬러 IQ(44,45,46). 언어 결과를 평가하는 주요 척도는 시험 4-6입니다. 더 넓은 능력을 특성화하면 명명 테스트에 장애가 일반적인 성능 저하로 인한 것이 아니라는 것을 보장합니다47.참고: 과거에는 소프트웨어 프레젠테이션 플랫폼을 조합하여 수술 전 및 후 테스트 중에 자극 프리젠테이션 및 응답 기록을 제어했습니다. 우리는 현재 모든 인지 테스트 (사전, 내부 및 수술 후 테스트)뿐만 아니라 기능 MRI 중 자극 프리젠 테이션 및 응답 기록을 지원하는 단일 플러그 앤 플레이 플랫폼을 설계하고 있습니다 (StrongView TM에 대한 설명은 아래 참조). ). StrongView, 내장 된 신경 심리학 테스트와 함께, www.openbrainproject.org 다운로드 (오픈 라이센스)에 사용할 수 있습니다. 4. 신경 마취 및 수술 내 언어 매핑의 인체 공학 깨어 두개 두개미에 대한 마취 기술을 사용48,49,50; 로체스터 대학에서, 각성 두개미는 일반적으로 잠자는 잠자는 접근을 사용하여 수행됩니다. 그들은 인지 기능을 손상 하 고 출현 정신 착란에 기여할 수 있는 항 경련제와 완화 제 와 같은 전약물을 피하십시오. 표준 모니터 (EKG, NIBP, 맥박 산소 측정)를 적용하고 정맥 펜타닐 (0.5 mg / kg), 리도카인 (1-1.5 mg / kg) 및 프로포폴 (1-2 mg / kg)으로 전신 마취를 유도하십시오. 기계적 환기를 위해 심포지압기도를 사용하십시오. 고정 된 프레임에 고정 된 머리와 환자를 측면 또는 반 측진으로 배치; 비디오에 설명된 바와 같이, 환자 위치는 병변의 위치와 계획된 개두술 창에 따라 달라지며, 또한 환자가 수술 중에 한 번 깨어 나서 수행하도록 요청받을 것이라는 인지 검사 유형을 고려합니다. 핀 및 절개 부위에 진통을 적용하십시오 (0.5 % 리도카인 30 mL, 0.5 % 센서 카인 평야 30 mL, 중탄산 나트륨 6 mL). 이 기간 동안 테스트 장비(소형 모니터, 비디오 카메라, 지향성 마이크)를 배치합니다. 환자의 뇌의 수술 전 임상 매핑 결과, 기능적 뇌 매핑 연구 및 수술 중 매핑 계획에 따라 가중치가 달라지는 여러 요인에 의해 개두술 창의 크기를 결정합니다. 비디오에 설명 된 경우, 참석 외과 의사 (박사 Pilcher)는 지배적 인 반구에서 긍정적 인 언어와 운동 부위를매핑 할 수있는 전체 액세스 권한을 갖기 위해 큰 개두량을 선택했습니다. 각성 단계의 시작 부분에서, 중단 침전 (국소 진통제는 절개 전에 적용). 환자가 의식을 되찾으면 초월기도를 제거하십시오. 깨어있는 단계 동안 에는 최소한의 용흡입이 없습니다. 전기 상관 전도(ECoG)를 사용하여 방전 후(피질 자극에 의해 유도된 무임상 간질 방전)를 모니터링하여 DES 수준이 방전 후 임계값 바로 아래에서 설정되도록 합니다. DES 매핑 절차는 방전 후 임계값을 찾고 자극 진폭을 조정하여 시작합니다(.5밀리암페어 단계). 참석 외과 의사의 재량에 따라 매핑 세션(2 ~15mA)에 걸쳐 자극 진폭을 조정합니다. 환자는 모니터에 자극을 보고 말하고 그들의 팔뚝과 손을 움직일 수 있습니다. 5. 수술 중 직접 전기 자극 매핑 중 연구 등급 데이터 획득 절차 www.openbrainproject.org 사용할 수 있는 ‘StrongView’라는 맞춤형 하드웨어/소프트웨어 시스템에서 모든 수술 중 인지 테스트를 실행합니다. 하드웨어 공간은 작은 카트에 독립적이며 독립적인 백업 배터리 전원, 스피커, 키보드 및 터치 디스플레이가 장착되어 있습니다. 인지 테스트를 실행한 사람은 자극 프리젠 테이션을 시작하고 중지하고 일시 중지할 수 있으며 케이스 중에 지속적으로 녹음 (오디오 및 비디오)을 할 수 있습니다. 스플리터를 통해 공급되는 환자의 입에서 훈련된 지향성 마이크가 카트에 오디오 시스템을 사용하십시오. 스플리터에서 나오는 하나의 채널은 앰프를 통과하여 스피커로 직접 전달됩니다. 이를 통해 외과 의사와 연구원은 지각 지연이 전혀 없는 수술실의 배경 소음에 대한 환자의 반응을 쉽게 들을 수 있습니다(즉, ‘에코’ 효과 제거). 스플리터의 두 번째 채널은 타임스탬프가 찍혀 있고 기록되고 저장되는 모바일 카트의 PC로 이동합니다(이러한 파일은 오프라인 분석에 사용됨). StrongView에는 또한 환자에 대한 훈련된 두 번째 지향성 마이크, 외과 의사를 대상으로 훈련된 지향성 마이크, 수술실 구석구석에 있는 ‘노이즈’ 마이크로 구성된 별도의(독립형) 오디오 시스템이 있습니다. 기본 오디오 파일에서 빼기 위해. 그 세 가지 오디오 채널은 MIDI에 공급하고, 별도로 각 채널을 기록 하는 두 번째 컴퓨터에. 이 두 번째 오디오 시스템은 1 차 시스템이 실패할 경우 중복성을 제공하며, 환자의 모든 구두 응답은 오프라인 분석에 사용할 수 있습니다. OR 테이블 클램프를 사용하여 수술실(OR) 테이블에 시판되는 에테르 스크린 L-브래킷을 부착합니다. 관절 암(예: Manfrotto 244 가변 마찰 매직 암)을 에테르 스크린 L-브래킷에 부착하고, 관절 암은 환자 모니터, 방향 마이크, 환자의 얼굴에 훈련된 비디오 카메라 및 보조 모니터를 지지합니다. 연구팀 원 또는 수술실 간호사가 환자와 상호 작용하는 동안 환자가 보는 것을 쉽게 볼 수 있도록 하십시오. 팔을 따라 화면, 마이크 및 카메라에 필요한 모든 케이블을 실행하고 벨크로로 고정 된 플라스틱 튜브로 보호하십시오.참고: 이 장비는 현장의 멸균되지 않은 쪽에 있는 것처럼 멸균할 필요가없습니다(그림 1). 이러한 자극 프리젠테이션 및 응답 기록 장비를 지원하는 방식은 사례별로 변화하는 환자 포지셔닝에 따른 인지 테스트의 다양한 인체공학적 설계를 고려할 수 있는 최대 유연성을 제공하면서도 신뢰할 수 있는 장비를 부착할 수 있는 안정적인 플랫폼을 제공합니다. 또한, 중요한 것은, 모든 모니터, 마이크 및 카메라가 단일 장치(ether screen L-bracket)를 통해 OR 테이블에 부착되기 때문에, 테이블의 위치가 조정되는 경우 테스트 설정에 영향을 미치지 않는다. (그림 1에 표시된 설정은 바닥 장착 스탠드가 환자 화면, 마이크 및 비디오 카메라를 지원하는 이전 세대 설정에서 나온 것입니다. 바닥 장착 스탠드는 2018년부터 에테르 스크린 L-브래킷으로 교체되었습니다.) 또한, 환자 안전을 위해, 인지 테스트를 위한 전체 설정은 환자에게 완전하고 방해받지 않는 접근을 의무화하는 긴급 상황이 나타나야 하는 경우 20초 이내에 세분화될 수 있습니다(예: 환자의 기도). StrongView의 핵심은 i) 환자에게 자극(시각, 청각)을 제시하고 환자 반응(구두, 버튼 응답, 비디오)을 기록하는 유연한 소프트웨어 시스템이며, ii) 모든 실험관련 이벤트를 일시적으로 등록하고 측정 (에 자극, ECoG, 직접 전기 자극기 프로브의 뇌와의 접촉, 환자 응답); iii) 직접 전기 자극의 각 적용에 대한 3차원 좌표를 얻기 위해 두개골 네비게이션 시스템과의 통신. StrongView는 자극 지속 시간, 자극 간 간격, 무작위화, 반복 또는 자극 블록 의 수, 환자 비디오 및 오디오 채널의 제어와 같은 실험 변수의 온라인 재 보정을 할 수 있습니다. StrongView는 환자 비디오 카메라, 온라인 ECoG 데이터 및 환자가 현재 보고/청각을 데스크톱 디스플레이로 보고 받는 자극을 스트리밍하며, 이는 외과 의사의 시야에 있는 대형 모니터에 미러링됩니다. 환자 모니터에 포토다이오드를 부착하고 ECoG 앰프의 열린 채널로 공급합니다. 이것은 오프라인 분석을 위한 각 자극의 프리젠테이션과 ECoG 사이의 시간적 동기화를 제공합니다. 수술 전 MRI를 기반으로 수술 중 두개골 내비게이션을 위한 수술 팀의 모든 경우(로체스터 대학교, BrainLab Inc., 독일 뮌헨)에서 두개골 내비게이션 하드웨어 및 소프트웨어를 사용하십시오. 이것은 수술대에 부착된 고정 등록 별을 통해 수술장을 보고 환자의 머리를 등록하는 카메라 세트로 구성된 광학 시스템입니다(그림 1참조). 구체적으로, 환자가 헤드홀더에 설정된 후, 입체하기 전에, 환자의 안면 물리노를 사용하여 환자의 머리를 수술 전 MRI에 등록한다. 이를 통해 수술 전 MRI(기능적 및 구조적)가 수술대에서 환자의 뇌와 직접 정렬될 수 있습니다. 양극성 자극기(그림 1참조)에 두 번째(훨씬 더 작은) 등록 별을 부착하고 현장에서 자극기의 길이와 위치를 등록하는 데 사용합니다. 이를 통해 연구팀은 수술 전 MRI에 비해 각 자극 지점의 정확한 위치와 절제술의 마진을 획득할 수 있습니다. 위에서 언급했듯이, StrongView는 직접 전기 자극 매핑 좌표의 실시간 스트리밍 (및 타임 스탬프)을 허용하기 위해 두개골 네비게이션 시스템 (로체스터 대학, 브레인 랩, IGT 링크를 통한 연결)과 연결됩니다. StrongView는 현재 다른 두개골 네비게이션 시스템(예: 스트라이커)과 인터페이스하기 위해 개발중입니다.참고: 인지 및 fMRI 실험 중 관리 및 데이터 수집을 지원하는 StrongView의 측면과 테스트 라이브러리를 함께 사용할 수 OpenBrainProject.org. 베타 버전은 정식 출시 전에 해당 작성자에게 문의하여 사용할 수 있습니다. 전기 상관 검사 및 두개골 네비게이션 소프트웨어와 통합할 수 있는 하드웨어 시스템을 포함하는 전체 StrongView 제품군은 해당 저자에게 연락하여 임상의와 과학자가 사용할 수 있습니다. 이러한 데이터 수집 도구는 2020년 OpenBrainProject.org 출시될 후 처리 파이프라인 및 개방형 데이터 컨소시엄과 결합될 것입니다.