Hochauflösende Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Mittelhirn
Summary
Dieser Artikel beschreibt Techniken zur hochauflösenden funktionellen Kernspintomografie mit 1,2 mm Probenahme in der menschlichen Mittelhirn und subkortikalen Strukturen mit einem 3T Scanner durchführen. Die Verwendung dieser Techniken, um topographische Karten der visuellen Stimulation in der menschlichen Colliculus superior (SC) zu lösen ist als ein Beispiel gegeben.
Abstract
Funktionelle MRT (fMRT) ist ein weit verbreitetes Werkzeug zur nichtinvasiven Messung Korrelate der menschlichen Gehirnaktivität. Allerdings hat die Verwendung meist auf das Messen der Aktivität auf der Oberfläche der Hirnrinde als in subkortikalen Regionen wie Mittelhirn und Hirnstamm konzentriert. Subkortikale fMRI überwinden muss zwei Herausforderungen: räumliche Auflösung und physiologisches Rauschen. Hier beschreiben wir ein optimiertes Set von Techniken entwickelt, um hochauflösende fMRT in der menschlichen SC, eine Struktur auf der dorsalen Fläche des Mittelhirns durchzuführen; Die Methoden können auch auf andere Bild Hirnstamm und subkortikalen Strukturen verwendet werden.
Hochauflösende (1,2 mm Voxel) fMRI des SC erfordert einen nicht-konventionellen Ansatz. Die gewünschte räumliche Abtastung wird mit Hilfe einer Multi-Shot (verschachtelt) Spiral-Akquisition ein. Da T 2 * von SC Gewebe länger als in der Rinde, eine entsprechend mehr Echozeit (TE ~ 40 ms) mit Maximieren funktionalen Kontrast. Um das volle Ausmaß der SC zu decken, werden 8-10 Scheiben erhalten. Für jede Sitzung ein strukturelles Anatomie mit der gleichen Schicht wie die Verschreibung fMRI wird auch erhalten, die verwendet wird, um die funktionellen Daten zu einem hochauflösenden Referenzvolumen auszurichten.
In einer separaten Sitzung, für jedes Fach, schaffen wir eine hoch auflösende (0,7 mm Probenahme) Referenz-Lautstärke mit einem T 1-gewichteten Sequenz, die gute Gewebeverträglichkeit Gegensatz gibt. In der Referenz-Lautstärke, ist die Region im Mittelhirn segmentiert mit dem ITK-SNAP Software-Anwendung 2. Diese Segmentierung wird verwendet, um eine 3D-Oberfläche Darstellung des Mittelhirns, die sowohl eine präzise und einfache 3 zu schaffen. Die Oberfläche Ecken und Normalen werden verwendet, um eine Straßenkarte der Tiefe von der Oberfläche Mittelhirn innerhalb des Gewebes 4 zu erzeugen.
Funktionelle Daten in das Koordinatensystem des segmentierten Referenz-Volumenstrom transformiert. Tiefe Verbände der Voxelermöglichen die Mittelung der fMRT-Zeitreihen im angegebenen Tiefe reicht, um Signalqualität zu verbessern. Die Daten werden auf der 3D-Oberfläche zur Visualisierung erstellt.
In unserem Labor verwenden wir diese Technik zur Messung von topographischen Karten der visuellen Stimulation und verdeckten und offenen visuelle Aufmerksamkeit innerhalb der SC-1. Als Beispiel zeigen wir die topographische Darstellung der Polarwinkel zur visuellen Stimulation in SC.
Protocol
Discussion
Unsere Akquisitions-und Daten-Analyse-Techniken ermöglichen die Messung neuronaler Aktivität im menschlichen Gehirn subkortikalen Strukturen mit hoher Auflösung (1,2 mm Voxel). Das 3-Schuss Spirale Akquisition reduziert die physiologische Geräusche, die besonders schädlich für fMRT-Messungen in der Umgebung des Mittelhirns ist. Darüber hinaus können unsere laminaren Segmentierung des Gewebes uns Tiefe Mittelung der Daten, die Verbesserung der SNR hilft durchzuführen. Wir haben diese Methoden verwendet werden, u…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dieses Material basiert auf Arbeiten von der National Science Foundation unter Grant 1063774 BCS unterstützt werden.
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