Name: adaptation of a haptic robot in a 3t fmri
Uploaded: 2011-10-04T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Adaptation of a Haptic Robot in a 3T fMRI at JoVE.com

Wir möchten Kun Lu und Ronald Kurz, um technische Unterstützung zu danken. Diese Arbeit wurde vom ONR MURI Auszeichnung Nr. unterstützt: N00014-10-1 bis 0072, NSF Grant # SBE-0542013, die zeitliche Dynamik von Learning Center, eine NSF Science of Learning Center und NIH # 2 R01 NS036449-11.

1. Außerhalb der Scanner-Raum <ol><li> Setzen Sie den Rolltisch mit dem freien Ende unterstützt und das äussere Ende der langen Griff gelöst. </li><li> Prüfen Sie, ob der Roboter ausgeschaltet ist. </li><li> Stellen Sie den Roboter in der Tabelle Sockel und befestigen Sie die Aluminium-Sicherheits-Platte über den Roboter mit 2 Schrauben. </li><li> Befestigen Sie das Ende Effektor des Roboters Griff mit Aluminium-Adapter und überprüfen, ob es sich frei bewegt. </li><li> Bringen Sie die 10 &#39;parallel Kabel mi...

<ol>
	<li>Ogawa, S., Lee, T. M., Kay, A. R., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+magnetic+resonance+imaging+with+contrast+dependent+on+blood+oxygenation.">Brain magnetic resonance imaging with contrast dependent on blood oxygenation.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 87, 9868-9872 (1990).</li><li>Heeger, D. J., Ress, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+does+fMRI+tell+us+about+neuronal+activity.">What does fMRI tell us about neuronal activity.</a> Nat. Rev. Neurosci. 3, 142-151 (2002).</li><li>deCharms, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+real-time+fMRI.">Applications of real-time fMRI.</a> Nat. Rev. Neurosci. 9, 720-729 (2008).</li><li>Hribar, A., Koritnik, B., Munih, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phantom+haptic+device+upgrade+for+use+in+fMRI.">Phantom haptic device upgrade for use in fMRI.</a> Medical and Biological Engineering and Computing. 47, 677-684 (2009).</li><li>Trommershauser, J., Gepshtein, S., Maloney, L. T., Landy, M. S., Banks, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+compensation+for+changes+in+task-relevant+movement+variability.">Optimal compensation for changes in task-relevant movement variability.</a> J. Neurosci. 25, 7169-7178 (2005).</li><li>Konczak, J., Li, K. Y., Tuite, P. J., Poizner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Haptic+perception+of+object+curvature+in+Parkinson's+disease.">Haptic perception of object curvature in Parkinson's disease.</a> PLoS ONE. 3, e2625-e2625 (2008).</li><li>Lipton, M. L., Lipton, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artifacts:+When+things+go+wrong,+it's+not+necessarily+all+bad.">Artifacts: When things go wrong, it's not necessarily all bad.</a> Totally Accessible MRI. , 139-153 (2008).</li><li>Rajh, M., Glodez, S., Flasker, J., Gotlih, K., Kostanjevec, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+analysis+of+an+fMRI+compatible+haptic+robot.">Design and analysis of an fMRI compatible haptic robot.</a> Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 27, 267-275 (2011).</li><li>Burdet, E., Gassert, R., Gowrishankar, G., Chapuis, D., Bleuler, H., Ang, M., Khatib, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=fMRI+compatible+haptic+interfaces+to+investigate+human+motor+control.">fMRI compatible haptic interfaces to investigate human motor control.</a> Experimental Robotics IX, of Springer Tracts in Advanced Robotics. 21, 25-34 (2006).</li><li>Nakamura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+networks+in+motor+sequence+learning:+abnormal+topographies+in+Parkinson's+disease.">Functional networks in motor sequence learning: abnormal topographies in Parkinson's disease.</a> Hum Brain Mapp. 12, 42-60 (2001).</li></ol>

Die fMRI kompatibel Roboter eröffnet neue Möglichkeiten für Experimente in der Neurowissenschaft der Motorsteuerung. Der wichtigste Schritt in der Einrichtung ist die Abschirmung des Roboters zu Artefakten in der fMRI, die wir in zwei Schritten zu verhindern. Zunächst wird der Roboter selbst über 9 &#39;weg von der Bohrung mit einem langen, leicht, Griff in der Mitte mit einem 3-Freiheitsgrad gemeinsame unterstützt. Zweitens ist der Roboter in einer 1 / 16 &quot;-1 / 4&quot; Alu-Box mit einer Kunststoff-konische (...

<table border="1"><tbody><tr><td> Phantom Premium 1.5/6dof, hohe Kraft-Modell </td><td> Sensable </td><td> <a href="www.sensable.com">www.sensable.com</a> </td></tr></tbody></table>

adaptation of a haptic robot in a 3t fmri

Funktionelle Kernspintomographie (fMRI) bietet eine hervorragende funktionelle Bildgebung des Gehirns über die BOLD-Signal 1 mit Vorteilen, einschließlich nicht-ionisierender Strahlung, Millimeter räumliche Genauigkeit der anatomischen und funktionellen Daten 2, und fast in Echtzeit analysiert 3. Haptic Roboter sorgen für eine präzise Messung und Steuerung von Position und Kraft eines Cursors in einer recht engen Raum. Hier kombinieren wir diese beiden Technologien, um Präzision Experimente mit Motorsteuerung mit haptischen / taktile Umwelt-Interaktion wie das Erreichen oder Greifen zu ermöglichen. Die Grundidee ist es, ein 8-Fuß-Ende Effektor in der Mitte der Roboter 4 erlaubt das Thema, um den Roboter verwenden, nicht unterstützt anhängen, aber es Abschirmung und halten Sie sie aus dem äußersten Teil des Magnetfeldes aus der fMRI-Maschine (Abbildung 1 ). Das Phantom Premium 3.0, 6DoF, High-Kraft-Roboter (SensAble Technologies, Inc.) ist eine ausgezeichnete Wahl für die Bereitstellung von Force-Feedback in der virtuellen Realität Versuchen 5, 6, aber es ist von Natur aus nicht-MR Safe, stellt erhebliche Geräusche an den empfindlichen fMRI Ausrüstung und ihre Elektromotoren können durch die fMRT ist stark variierenden Magnetfeld beeinflusst werden. Wir haben einen Tisch und Schirm-System, das den Roboter sicher in die fMRI-Umgebung eingeführt werden können und die Grenzen sowohl der Abbau des fMRI-Signals durch die elektrisch verrauschten Motoren und den Abbau des Elektromotors Leistung durch die stark variierenden Magnetfeld der konstruierten fMRI. Mit dem Schild, das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR: mittlere Signal / Rausch-Standardabweichung) geht der fMRI von einem Ausgangswert von ~ 380 bis ~ 330 und ~ 250 ohne Abschirmung. Die restlichen Lärm scheint unkorreliert und fügt keine Artefakte, die fMRI eines Tests Kugel (Abbildung 2). Die langen, steifen Griff ermöglicht die Platzierung des Roboters außerhalb der Reichweite der meisten stark variierende Teile des Magnetfeldes, so gibt es keinen signifikanten Effekt der fMRI am Roboter. Die Wirkung der Griff an der Roboter-Kinematik ist minimal, da es leicht (~ 2,6 lbs), aber extrem steif 3 / 4 &quot;Graphit und ausgewogen über die 3DoF Gelenk in der Mitte. Das Endergebnis ist ein fMRI-kompatibel, haptische System mit etwa 1 Kubikfuß Arbeitsraum, und, wenn sie mit der virtuellen Realität ermöglicht in Kombination für eine neue Reihe von Experimenten in der fMRI-Umgebung einschließlich naturalistischen erreichen, passive Verschiebung des Körpers oder der haptischen Wahrnehmung, Anpassung Lernen in unterschiedlichen Kraftfelder durchgeführt werden oder Textur Identifizierung 5, 6.

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Adaptation of a Haptic Robot in a 3T fMRI

Die Anpassung und Nutzung eines haptischen Roboter in einem 3T fMRT beschrieben.

Anpassung eines Haptic Robot in einem 3T fMRT

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) provides excellent functional brain imaging via the BOLD signal 1 with advantages including non-ionizing ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

Herstellung von elektrochemischen DNA Biosensoren für die Reagenzienfreier Nachweis von Nukleinsäuren, Proteinen und kleinen Molekülen

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Forschung

Biotechnik

Haptic/Graphic Rehabilitation: Integrating a Robot into a Virtual Environment Library and Applying it to Stroke Therapy

Haptische / Graphic Rehabilitation: Integration eines Roboters in einer virtuellen Umgebung Bibliothek und ihre Anwendung auf die Therapie von Schlaganfällen

Recent research that tests interactive devices for prolonged therapy practice has revealed new prospects for robotics combined with graphical and other ...

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Erstellen Zweidimensionale Patterned Substrate für Protein-und Zell-Confinement

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

Cellular Lipidextraktion für Targeted Stable Isotope Dilution Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie-Analyse

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Designing a Bio-responsive Robot from DNA Origami

Entwerfen einer Bio-responsive Robot von DNA Origami

Nucleic acids are astonishingly versatile. In addition to their natural role as storage medium for biological information1, they can be utilized in ...

Identification of Metal Oxide Nanoparticles in Histological Samples by Enhanced Darkfield Microscopy and Hyperspectral Mapping

Identifizierung von Metalloxid-Nanopartikeln in histologischen Proben durch verbesserte Dunkelfeldmikroskopie und hyperspektrale Kartierung

Nanomaterials are increasingly prevalent throughout industry, manufacturing, and biomedical research. The need for tools and techniques that aid in the ...

Medical-grade Sterilizable Target for Fluid-immersed Fetoscope Optical Distortion Calibration

Medical-Grade-sterilisierbar Ziel für Flüssig-getaucht fetoscope Optische Verzerrung Kalibrierung

We have developed a calibration target for use with fluid-immersed endoscopes within the context of the GIFT-Surg (Guided Instrumentation for Fetal ...

Optimizing the Use of a Liquid Handling Robot to Conduct a High Throughput Forward Chemical Genetics Screen of Arabidopsis thaliana

Optimizing the Use of a Liquid Handling Robot to Conduct a High Throughput Forward Chemical Genetics Screen of Arabidopsis thaliana

Optimierung der Nutzung eines Liquid Handling Roboters, einen hohen Durchsatz nach vorn Chemische Genetik Bildschirm von Arabidopsis Thaliana durchzuführen

Chemical genetics is increasingly being employed to decode traits in plants that may be recalcitrant to traditional genetics due to gene redundancy or ...

Decellularization of Whole Human Heart Inside a Pressurized Pouch in an Inverted Orientation

Decellularization des ganzen menschlichen Herz in einem unter Druck stehenden Beutel in eine umgekehrte Orientierung

The ultimate solution for patients with end-stage heart failure is organ transplant. But donor hearts are limited, immunosuppression is required, and ...

A Tripeptide-Stabilized Nanoemulsion of Oleic Acid

Ein Tripeptid-stabilisierten Nanoemulsion Ölsäure

We describe a method to produce a nanoemulsion composed of an oleic acids-Pt(II) core and a lysine-tyrosine-phenylalanine (KYF) coating (KYF-Pt-NE). The ...