Az fMRI kutatási és klinikai diagnosztikus alkalmazásai
description
Transcript of Az fMRI kutatási és klinikai diagnosztikus alkalmazásai
Az fMRI kutatási és Az fMRI kutatási és klinikai diagnosztikus klinikai diagnosztikus
alkalmazásaialkalmazásai
Feldmann ÁdámFeldmann ÁdámPTE-OEC-ÁOKPTE-OEC-ÁOK
Neurológiai klinikaNeurológiai klinika
PTE OEC ÁOKPTE OEC ÁOK
Neurológiai klinikaNeurológiai klinika
Nagy Ferenc Nagy Ferenc
Illés Zsolt Illés Zsolt
Mike AndreaMike Andrea
Trauninger Anita Trauninger Anita
Kovács Norbert Kovács Norbert
Pfund ZoltánPfund Zoltán
MunkatársakMunkatársak
Kaposvári EgyetemKaposvári Egyetem
Diagnosztikai CentrumDiagnosztikai Centrum
Bogner Péter Bogner Péter
Tóth LillaTóth Lilla
Kotek Gyula Kotek Gyula
Bajzik GáborBajzik Gábor
Repa ImreRepa Imre
PTE BTKPTE BTK
Pszichológiai IntézetPszichológiai Intézet
Illés EnikőIllés Enikő
Az fMRI technika az agy lokális, egy alapállapothoz Az fMRI technika az agy lokális, egy alapállapothoz viszonyított vérátáramlás megváltozását képes viszonyított vérátáramlás megváltozását képes regisztrálni másodperces nagyságrendű időablakon regisztrálni másodperces nagyságrendű időablakon belül. (2 – 4 s általában) belül. (2 – 4 s általában)
BOLD BOLD (blood oxigenation level dependent) szignál, (blood oxigenation level dependent) szignál, amely az oxihemoglobin és a deoxihemoglobin amely az oxihemoglobin és a deoxihemoglobin mágneses paramétereinek eltérésén alapul.mágneses paramétereinek eltérésén alapul.
L. Pauling and C. Coryell, PNAS USA 22:210-216 (1936)L. Pauling and C. Coryell, PNAS USA 22:210-216 (1936) BOLD effects BOLD effects in vivoin vivo
S. Ogawa, et al., MRM, 14:68-78 (1990)S. Ogawa, et al., MRM, 14:68-78 (1990) BOLD BOLD aakktivációs vizsgtivációs vizsgáálatoklatok
K. K. Kwong, et al., PNAS USA, 89:5675-5679 (1992)K. K. Kwong, et al., PNAS USA, 89:5675-5679 (1992)S. Ogawa, et al., PNAS USA, 89:5951-5955 (1992)S. Ogawa, et al., PNAS USA, 89:5951-5955 (1992)P. A. Bandettini, et al., MRM, 25:390-397 (1992)P. A. Bandettini, et al., MRM, 25:390-397 (1992)J. Frahm, et al., JMRI, 2:501-505 (1992)J. Frahm, et al., JMRI, 2:501-505 (1992)
Agyi aktivitás
Oxigén fogyasztás Agyi vérátáramlás
Oxyhemoglobin Deoxyhemoglobin
Mágneses érzékenység
T2
MRI jelintenzitás
Jelkeletkezés mechanizmusa az fMRI soránJelkeletkezés mechanizmusa az fMRI során
Oxyhemoglobin Oxyhemoglobin ésés Deoxyhemoglobin Deoxyhemoglobin aránya az erekben az aktiváció soránaránya az erekben az aktiváció során
Oxyhemoglobin Oxyhemoglobin DeoxyhemoglobinDeoxyhemoglobin
Nyugalmi helyzetNyugalmi helyzet AAktivációs helyzetktivációs helyzet
Normál vérátáramlásNormál vérátáramlás Megemelkedett vérátáramlásMegemelkedett vérátáramlás
Hemodinamikai szignál formája egy Hemodinamikai szignál formája egy 1.5 T scanneren1.5 T scanneren
EPI többszeletes szekvenciaEPI többszeletes szekvencia
Paraméterek :Paraméterek :
TR : 3560TR : 3560
TE : 50 TE : 50
Szeletszám : 36Szeletszám : 36
fMRI postprocessing fMRI postprocessing
Problémák : Problémák : fej pozíciójának vizsgálat közbeni megváltozásafej pozíciójának vizsgálat közbeni megváltozása
Okai :Okai : vizsgálat közbeni mozgás (aperiodikus zaj)vizsgálat közbeni mozgás (aperiodikus zaj)
légzéslégzés (periodikus zaj) (periodikus zaj)
vérkeringésvérkeringés (periodikus zaj) (periodikus zaj)
Megoldás : Megoldás : realignmentrealignment téri normalizációtéri normalizáció
RealignmentRealignment
Téri normalizációTéri normalizáció
fMRI vizsgálatok fajtáifMRI vizsgálatok fajtái
Blokkok
Esemény kiváltott válasz
Alapállapot
Feladat
20-60s
8-12s
Hemodinamikai válasz eredményei Hemodinamikai válasz eredményei
Eredmények kiértékeléseEredmények kiértékelésePontos anatómiai lokalizációPontos anatómiai lokalizáció
Elemzési és értékelési eljárásokElemzési és értékelési eljárások
HHipotéziipotéziss ve vezzérelt értékelési módszerek:érelt értékelési módszerek: t-t-próbapróba,, keresztkereszt--kkorrelorrelácáciióó, ,
általános lineáris modelláltalános lineáris modell
Adat vezérelt Adat vezérelt kkiértékelés:iértékelés:
ffőkompőkompoonens elemzés nens elemzés (PCA),(PCA),ffüügggetlen kompgetlen kompoonens elemzésnens elemzés (ICA) (ICA) kklaszter elemzéslaszter elemzés..
VizsgálatokVizsgálatok
Szédüléssel járó kórképek vizsgálata Szédüléssel járó kórképek vizsgálata
kalorikus ingerlésselkalorikus ingerlésselmozgás illúzióvalmozgás illúzióvalhipnózissalhipnózissal
Dementiával járó kórképek vizsgálata Dementiával járó kórképek vizsgálata
kognitív tesztek kidolgozása és kipróbálásakognitív tesztek kidolgozása és kipróbálása posterior cerebrális atrófiaposterior cerebrális atrófia
Poszthipnotikus szuggesztió kognitív teljesítményre Poszthipnotikus szuggesztió kognitív teljesítményre gyakorolt hatásának vizsgálatagyakorolt hatásának vizsgálata
Szédülés vizsgálata kalorikus ingerlésselSzédülés vizsgálata kalorikus ingerléssel
Vizsgálat célja: Vizsgálat célja: Szédülés élmény kiváltása Szédülés élmény kiváltása fülbe juttatott hideg vízzel.fülbe juttatott hideg vízzel.
Vizsgálati elrendezés : Vizsgálati elrendezés : 20 ml 4°C-víz fülbe juttatása 20 ml 4°C-víz fülbe juttatása fecskendővel. fecskendővel.
fMRI blokkok : fMRI blokkok : TR : 3560 ms TR : 3560 ms TE : 50 msTE : 50 ms Szeletszám : 36Szeletszám : 36 Felvételszám : 60Felvételszám : 60
FOV : 240 mm FOV : 240 mm
Kísérleti blokkKísérleti blokk
AlapállapotAlapállapot
2020 felvétel felvétel
Kalorikus ingerlésKalorikus ingerlés
Szédülés szubjektívSzédülés szubjektív érzetének végeérzetének vége
Szédülés szubjektívSzédülés szubjektív érzetének kezdeteérzetének kezdete
60. felvétel60. felvétel
EredményekEredmények
Dementiával járó kórképek vizsgálataDementiával járó kórképek vizsgálata(PCA)(PCA)
A PCA ritka betegség, amely az occipitális és parietális lebeny A PCA ritka betegség, amely az occipitális és parietális lebeny atrófiájával jár. A beteg verbális IQ- ja 126, míg a performációs atrófiájával jár. A beteg verbális IQ- ja 126, míg a performációs IQ- ja 64 pont. A Rey – teszt ábrát képtelen lemásolni, míg IQ- ja 64 pont. A Rey – teszt ábrát képtelen lemásolni, míg emlékezetből a másoláshoz képest jól teljesít. Az óra teszt emlékezetből a másoláshoz képest jól teljesít. Az óra teszt elrendezését képtelen lemásolni.elrendezését képtelen lemásolni.
Vizsgálat célja : Vizsgálat célja : Memória, számolási és vízuális Memória, számolási és vízuális figyelmi képességek mérése. figyelmi képességek mérése.
Vizsgálati tesztek: Vizsgálati tesztek: Számolási feladatokSzámolási feladatok összeadásösszeadás
kivonáskivonásszorzásszorzásosztásosztásmennyiségi összehasonlításmennyiségi összehasonlításpont tesztpont teszt
Vizuális figyelmi feladatVizuális figyelmi feladat
adott alakzat kereséseadott alakzat keresése Memória teszt Memória teszt
Eredmények I.Eredmények I.
Memória teszt eredménye Memória teszt eredménye -PCA-PCA
Memória teszt eredménye Memória teszt eredménye -kontroll-kontroll
Eredmények II.Eredmények II.
Órateszt -kontrollÓrateszt -kontroll
Órateszt – PCA Órateszt – PCA
Poszthipnotikus szuggesztió vizsgálataPoszthipnotikus szuggesztió vizsgálata
Vizsgálat célja: Vizsgálat célja: Gátolható-e a kognitív teljesítmény és ha Gátolható-e a kognitív teljesítmény és ha igen, akkor hogyan, a poszthipnotikus igen, akkor hogyan, a poszthipnotikus
szuggesztió segítségével?szuggesztió segítségével?
EredményekEredmények
A leginkább aktív területek poszthipnotikus szuggesztióA leginkább aktív területek poszthipnotikus szuggesztió során (5 fő átlaga) P < 0.001 során (5 fő átlaga) P < 0.001
x,y,z {mmx,y,z {mm} } label namelabel name dist{mm}dist{mm}--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-10 34 8-10 34 8 Cingulum_AntCingulum_Ant_ L _ L 8.258.25
-10 34 -10 34 8 8 Caudate_RCaudate_R 10.7710.77
-20 8 -20 8 14 14 Putamen_RPutamen_R 4.474.47
-20 8 1-20 8 14 4 Pallidum_RPallidum_R 8.948.94
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET !