磁気前庭刺激が眼振,自己運動知覚,認知能力に及ぼす影響の測定(7T MRT)

次の手順は、ヘルシンキ宣言に準拠し、スイスのベルン州の倫理委員会(2019-02468)によって承認された研究の一部でした。すべての参加者は、研究参加前に書面によるインフォームドコンセントを与えました。 注:MVS実験の前に、参加者の前庭機能を評価することをお勧めします アンケートなどの標準的な前庭診断テスト (例:めまい障害インベントリ29)、バイサーマルカロリーテスト、回転性振り子テスト、頭部インパルステスト(HIT)、主観的視覚垂直(SVV)、前庭誘発筋原性電位(c-VEMP)、眼前庭筋原性電位(o-VEMP)、動的視力(DVA)、および/または動的ポストログラフィー。 1. スキャナー室での実験装置の準備(図2) 注意: スキャナールーム内に持ち込まれるすべての材料は、MRIで安全でなければなりません。 実験用コンピュータと視線追跡コンピュータをクロスイーサネットケーブルで接続し、データ収集の同期を可能にします。 参加者が操作する回答ボタンを、回答ボックスを介して実験用コンピュータに接続します。 実験用パソコンに接続されているプロジェクターの電源を入れます。 磁力計デバイスをUSBコネクタに接続して、磁力計コンピューターに接続します。注意: 3D磁力計は、超高電界強度に適しており、校正されている必要があります。この調査で使用したソフトウェアでは、次の設定が選択されました:単位=テスラ、範囲= 20.00、取得レート= 100.00Hz。 視線追跡ゴーグルを視線追跡コンピュータにシールド付きファイアワイヤーケーブルで接続します。メモ: ケーブルの長さが十分でない限り、視線追跡ゴーグルを調整できるように、スキャナールーム内から視線追跡コンピュータの画面を見る必要があります。必要に応じて、MRI室と制御室の間の窓の前に配置された外部スクリーンを使用してください。 視線追跡ソフトウェア9,25を開きます。 2.MRIスキャナーに入るための参加者の準備 注意: 次の手順は、参加者とスタッフの安全のために重要です。 参加者にインフォームドコンセントを読んで署名させます。 参加者がMRI除外基準を満たしていないことを確認します。MRIで安全な衣服を提供し、金属物(ピアスなど)を取り除き、妊娠検査を提供します(該当する場合)。注意: MRの安全基準については、https://mr-gufi.de/index.php/dokumente を参照してください。基準は研究サイトによって異なります。 コンタクトレンズ、アイシャドウ、マスカラを完全に取り除きます(視線追跡を改善するため)。 3.実験手順とタスクについて参加者に通知する 実験手順を説明し、タスクについて指示を与えます。参加者に模擬試験を完了させます(該当する場合)。 自己運動知覚が評価される場合は、特定の並進軸と回転軸について参加者に知らせます( 図1Aを参照)。特定の動きには記憶に残る用語、例えば仰臥位26でのヨー(頭の垂直軸の周り)の回転のための「バーベキュー回転」を使用する。 4.アイトラッカーと磁力計の測定の準備 参加者の頭に伸縮性のあるヘッドバンドとEEGキャップを装着します(例:電極のないMRIセーフEEGキャップ)( 図3Aを参照)。 磁力計を片方の耳の後ろに固定します(3D-CISSシーケンス画像の範囲内にある必要があります)弾性ヘッドバンドとEEGキャップの下に引っ張ってください。粘着テープで適切に固定します( 図3Bを参照)。 EEGキャップの上に視線追跡ゴーグルを装着します( 図3Cを参照)。 参加者に耳栓を挿入させます。 ゴーグル(左/右センタリング、上下センタリング、フォーカス)とソフトウェア(左/右センタリング、アップ/ダウンセンタリング、瞳孔サイズ、コントラスト、虹彩パターン)の視線追跡パラメータを調整して、良好なトラッキングを確保します。 図3:参加者の準備。 (A)磁力計を固定するための弾性ヘッドバンドとEEGキャップ(電極なし)。(B)磁力計は片方の耳の後ろに配置されています。(C)視線追跡ゴーグルが取り付けられています。(D)磁力計プローブを取り外し、イメージング用のウォーターピペットと交換します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。 5. 視線追跡キャリブレーションファイルの記録 注:キャリブレーションは、すべての実行の前に、参加者がスキャナーに移動した位置で行うと、最も正確になります。ここで報告されている手順は精度が低いですが、時間と技術的な制約のために選択されました。 参加者をキャリブレーション刺激の1 m前に座らせます(たとえば、巻尺で目の刺激距離を測定します)。 ソフトウェアで視線追跡パラメータ(瞳孔サイズ、コントラスト、虹彩パターン)を調整して、良好な追跡を行います。記録を押してデータ収集を開始します。 参加者に、左、下、中、上、右の口頭での指示で、すべてのドットを1秒間(合計5つのドット、3つ続けて、中央に1つ、中央の下に1つ、ドットの距離10 cm)見てもらいます。 [停止]を押して、データ収集を停止します。 6.スキャナーに入る前に自発眼振を測定する 注意: 測定は、仰臥位で磁場の外側で行われるときに最も正確です。これは、取り外し可能なMRIベッドで実行できます。この調査で使用したセットアップのように利用できない場合は、50 mTラインの外側の位置(床の破線)を選択する必要があります。測定位置での磁場の強さは、磁力計で評価できます(ここで使用するセットアップでは0.02 T)。 ゴーグルカバーを着用し、参加者が光を見ることができないようにします。それ以外の場合は、参加者に黒い布で頭を覆って、入ってくる光を排除します。 ソフトウェアで視線追跡パラメータ(瞳孔サイズ、コントラスト、虹彩パターン)を調整して、良好な追跡を行います。参加者に目を大きく開けるように言います。記録を押してデータ収集を開始します。 少なくとも30秒間眼球運動を測定します。必要に応じて、視線追跡パラメータを再調整します。 [停止]を押して、データ収集を停止します。 ゴーグルカバーを外します。 7. 実験のための参加者の配置 参加者をスキャナーベッドに寝かせます。 適切なクッションを使用して、最初の条件(仰臥位またはピッチ面で約30°上向きに傾けた状態)に従って、参加者の頭の傾き位置を調整します。 ミラーを参加者の頭の上に置き、画面が参加者の視野内にあるように調整します。 参加者に各ハンドの応答ボタンを渡します。必要に応じて、テープで固定します。 参加者にゴーグルのカバーの着脱を練習させて、ボア内の暗闇の中でこれを行えるようにします。参加者はこれを必要なだけ繰り返し、ゴーグルのカバーで終了する必要があります。注意: この手順により、ゴーグルがずれる可能性があり、目の位置に関する測定に影響を与える可能性があります。可能であれば、この手順の後にキャリブレーションを実行します。 最初のタスクの指示を繰り返し、指示が理解されたかどうかを参加者に尋ねます。 ゴーグルまたはソフトウェアで視線追跡パラメータ(瞳孔サイズ、コントラスト、虹彩パターン)を調整して、良好な追跡を行います。 MRIスキャナーのレーザークロスを使用してMRIベッドの開始位置を調整し、実験中に参加者の内耳構造がボアの中心になるようにします。 8. 参加者をスキャナーに移動する 該当する場合は、 実行を押して、実験コンピューターの実験ソフトウェアに参加者と試験情報を入力して、自己運動知覚パラダイムを開始します。 視線追跡ソフトウェアの [記録]を押して、視線追跡測定を開始します(ここで使用したセットアップでは、これは自己運動知覚パラダイムによって開始されました)。参加者に目を大きく開けるように言います。 磁力計ソフトウェアの [記録]を押して、磁力計の測定を開始します。 実行が開始されていることを参加者に伝えます。 スキャナールーム内で、参加者をボアに移動させ始めます。 3分後、ほとんどの参加者の自己運動の知覚は消えているはずです。したがって、視覚刺激を提示する必要がある場合は、ゴーグルのカバーを外すように参加者に伝えます(例:アンケート)。注意: アイトラッキングは、目を覆った状態で長時間継続することもできます。 該当する場合は、実験コンピューターで [実行]を押して開始し、参加者に回答ボタンで回答させることで、画面に自己運動アンケートを提示します。 9.認知課題を伴うパラダイムの提示 該当する場合は、実験コンピューターで [実行]を押して開始し、参加者に応答ボタンを介して回答させることで、認知タスクを含むパラダイムを画面に提示します。この間の磁力計の向きを評価します。注:参加者が実行するためにさまざまなタスクを実装できるようになりました。参加者にゴーグルのカバーを着脱させて、視線追跡と画面ベースのパラダイムを切り替えさせます。 10. 参加者をスキャナーから外す 参加者にゴーグルのカバーを着用させます。 手順8〜9を繰り返します(「参加者をボアから移動させる」手順8.5を除く) 11.頭の位置を切り替えます 適切なクッション(仰臥位または傾斜)を使用して頭の位置をまだ評価されていない位置に切り替え、手順8.2〜11を繰り返します。注:適切なMRIベッドが利用可能な場合、興味深いバリエーションは、ボアへの逆の入り口が内耳に対するフィールドの方向を逆にするため、参加者を最初に足でボアに移動することです。 12.前庭器官の向きの評価 磁力計を動かさずにミラーとゴーグルを取り外します。 ヘッドコイルを取り付けます。 磁力計のプローブを取り外し、磁力計のカバーを移動せずに、プローブを水で満たされたピペットと交換します( 図3Dを参照)。 磁力計を動かさずに、参加者の頭をヘッドコイルの内側に置きます。 参加者をスキャナーに移動します。 内耳構造イメージング用の3D-CISSシーケンスを取得します。注:この研究では、次のパラメータが使用されました:0.4 mmのスライス厚さ;179mm×179mmの視野。60°のフリップ角度。8.29ミリ秒の繰り返し時間(TR)。エコー時間(TE)は3.81ミリ秒です。この3D-CISSの取得時間は10分53秒であった。異なる配列が他の研究で使用されてきた23、30。 参加者をMRIスキャナーから移動します。 13.研究の終わり ピペット、キャップ、ヘッドバンド、耳栓を取り外し、参加者と一緒にスキャナールームを出ます。 該当する場合は、参加者にアンケート(例:自己運動知覚、条件間の経験の違い、他の経験)に記入させます。 調査された研究質問について参加者に報告します(例:眼振、自己運動知覚、および磁場を参照して頭の位置を操作することによる認知課題に対するMVSの影響の測定)。