التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) للقشرة البصرية مع تحفيز شبكية شبكية واسع الرؤية

Summary

لقد طورنا تقنيات لرسم خرائط وظيفة القشرة البصرية باستخدام المزيد من المجال البصري أكثر مما هو شائع الاستخدام. هذا النهج لديه القدرة على تعزيز تقييم اضطرابات الرؤية وأمراض العيون.

Abstract

يمكن استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) عالي الدقة المعتمد على مستوى أكسجة الدم الشبكية (BOLD) مع عرض تقديمي واسع النطاق لرسم خريطة وظيفية للقشرة البصرية المحيطية والمركزية. تسمح هذه الطريقة لقياس التغيرات الوظيفية للدماغ البصري برسم خرائط وظيفية للفص القذالي ، مما يحفز >100 درجة (±50 درجة) أو أكثر من المجال البصري ، مقارنة بإعدادات العرض المرئي للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي القياسية التي تغطي عادة <30 درجة من المجال البصري. يمكن إعداد نظام تحفيز بسيط واسع الرؤية للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي BOLD باستخدام أجهزة عرض شائعة متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي عن طريق وضع مرآة كبيرة أو شاشة بالقرب من وجه الشخص واستخدام النصف الخلفي فقط من ملف الرأس القياسي لتوفير زاوية رؤية واسعة دون إعاقة رؤيتهم. يمكن بعد ذلك تصوير خريطة التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للشبكية ذات الرؤية الواسعة باستخدام نماذج تحفيز شبكية مختلفة ، ويمكن تحليل البيانات لتحديد النشاط الوظيفي للمناطق القشرية البصرية المقابلة للرؤية المركزية والمحيطية. توفر هذه الطريقة نظام عرض مرئي عملي وسهل التنفيذ يمكن استخدامه لتقييم التغيرات في القشرة البصرية الطرفية والمركزية بسبب أمراض العيون مثل الجلوكوما وفقدان البصر الذي قد يصاحبها.

Introduction

يعد التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) طريقة قيمة لتقييم التغيرات في وظيفة الأوعية الدموية العصبية الإقليمية داخل القشرة البصرية استجابة للمنبهات ، حيث ترتبط التغيرات في تدفق الدم الإقليمي بتنشيط مناطق الدماغ ^1,2. تمثل قياسات إشارة الأكسجة في الدم عالية الدقة المعتمدة على مستوى الأوكسجين في الدم (BOLD) تغيرات في ديوكسي هيموغلوبين ، والتي تحركها التغيرات الموضعية في تدفق الدم وأكسجة الدم داخل الدماغ ^1,2. يمكن استخدام أنماط النشاط الجريئة التي تم جمعها من بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لرسم خريطة وظيفية للقشرة البص....

Protocol

تم إجراء البحث مع المشاركين من البشر وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية في مركز العلوم الصحية بجامعة تكساس وجامعة ستوني بروك ، مع الحصول على موافقة مستنيرة من المشاركين لهذه الدراسات واستخدام بياناتهم.

1. إعداد ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي وبروتوكولات التصوير

1. بالنسبة للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، استخدم ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 3T مع ملفات رأس جهاز استقبال متعددة القنوات. يمكن أيضا استخدام شدة مجال مختلفة ولكنها قد تمثل صعوبات في نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) أو القطع الأثرية المشوهة ، لذا اضبطها وفقا لذلك. استخدم فقط النصف الخلفي من ملف الرأس للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للسماح بزاوية رؤية أك....

النتائج

تم تقييم تسعة مشاركين تم تشخيص إصابتهم ب POAG (أربعة ذكور ، 36-74 عاما) وتسعة متطوعين أصحاء متطابقين مع العمر (ستة ذكور ، 53-65) باستخدام بروتوكول التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي واسع الرؤية المذكور أعلاه ، كما وصفه سابقا Zhou et^{al 3}. تم تأكيد POAG سريريا في المرضى الذين يعانون من زاوية م?.......

Discussion

البروتوكول المذكور أعلاه لاستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي واسع النطاق هو طريقة مبتكرة لتقييم آثار فقدان البصر وأمراض العيون على الدماغ. من خلال رسم خرائط شبكية واسعة المجال للقشرة البصرية باستخدام شاشة رؤية أوسع ، يسمح هذا النهج بفهم أكثر شمولا للتنظيم الوظيفي للنظام البصري........

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
1/4"-20 nylon machine screws, knurled head thumb screw			to attach rod to PVC frame
1-1/4 inch PVC pipe			length of ~5-10 ft is needed
3T MRI scanner	Siemens
6-32 nylon machine screws, rounded head			to attach mirror/screen to rod
8-channel head array coil	Siemens
90 degree PVC elbow, 1-1/4 inch fitting
Acrylic mirror			Width and length of 25-30cm
Acrylic rod			1 inch width, ~ 2 ft long depening on size of scanner bore and head coil
E-Prime	Psychology Software Tools		to prepare and present visual stimuli paradigms
Plywood sheet, 1/2 inch thick			Size should be at least as large as the scanner bore. Cut as bore-sized frame for the projection screen
Rear projection screen			Size should be at least as large as the scanner bore