Haute résolution magnétique fonctionnelle Méthodes d'imagerie par résonance mésencéphale humain
Summary
Cet article décrit les techniques pour réaliser l'imagerie haute résolution par résonance magnétique fonctionnelle avec 1,2 mm d'échantillonnage dans le mésencéphale humain et structures sous-corticales à l'aide d'un scanner 3T. L'utilisation de ces techniques pour résoudre les cartes topographiques de la stimulation visuelle chez l'homme colliculus supérieur (CS) est donnée à titre d'exemple.
Abstract
L'IRM fonctionnelle (IRMf) est un outil largement utilisé pour la mesure non invasive de corrélats activité du cerveau humain. Cependant, son utilisation a surtout été centrée sur mesure de l'activité sur la surface du cortex cérébral plutôt que dans les régions sous-corticales comme le mésencéphale et du tronc cérébral. IRMf sous-corticale doit relever deux défis: la résolution spatiale et le bruit physiologique. Nous décrivons ici un ensemble optimisé de techniques mises au point pour effectuer à haute résolution IRMf chez l'homme SC, une structure sur la surface dorsale du mésencéphale, les méthodes peuvent également être utilisés pour le tronc cérébral autre image et les structures sous-corticales.
Haute résolution (1,2 mm voxels) de l'IRMf SC exige une approche non-conventionnelle. L'échantillonnage spatiale souhaitée est obtenue en utilisant un multi-shot (entrelacé) en spirale d'acquisition 1. Étant donné que, T 2 * du tissu SC est plus longue que dans le cortex, une durée d'écho correspondante plus (T E ~ 40 ms) est utilisé pour maxiMize contraste fonctionnelle. Afin de couvrir toute l'étendue de la SC, 8-10 tranches sont obtenues. Pour chaque session, un anatomie structurelle avec la prescription même tranche que l'IRMf est également obtenue, qui est utilisé pour aligner les données fonctionnelles à un volume de référence à haute résolution.
Dans une session distincte, pour chaque sujet, nous créons une haute résolution (0,7 mm d'échantillonnage) volume de référence en utilisant un T 1-séquence pondérée qui donne une bonne contraste des tissus. Dans le volume de référence, la région du mésencéphale est segmenté en utilisant le logiciel d'application ITK-SNAP 2. Cette segmentation est utilisée pour créer une représentation de la surface 3D du mésencéphale qui est à la fois doux et précis 3. Les sommets de surface et les normales sont utilisées pour créer une carte de la profondeur de la surface du mésencéphale dans les 4 tissus.
Les données fonctionnelles est transformé dans le système de coordonnées du volume de référence segmenté. Les associations de profondeur des voxelspermettre à la moyenne des données de séries chronologiques IRMf dans des intervalles de profondeur déterminées à améliorer la qualité du signal. Les données sont rendues sur la surface 3D pour la visualisation.
Dans notre laboratoire, nous utilisons cette technique pour mesurer des cartes topographiques de la stimulation visuelle et secrète et manifeste l'attention visuelle dans la SC 1. A titre d'exemple, nous démontrons la représentation topographique de l'angle polaire à une stimulation visuelle dans SC.
Protocol
Discussion
Nos techniques d'acquisition et d'analyse de données permettent de mesurer l'activité neuronale dans des structures sous-corticales du cerveau humain à haute résolution (1,2 mm voxels). L'acquisition spirale 3-shot réduit le bruit physiologique qui est particulièrement préjudiciable aux mesures IRMf dans le mésencéphale. En outre, notre segmentation du tissu laminaire nous permet d'effectuer moyenne approfondie des données qui contribuent à améliorer le SNR. Nous avons utilisé ces métho…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce matériau est basé sur des travaux appuyés par le National Science Foundation sous Grant BCS 1063774.
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