Name: functional mri in conjunction with a novel mri-compatible hand-induced robotic device to evaluate rehabilitation of individuals recovering from hand grip deficits
Uploaded: 2019-11-23T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional MRI in Conjunction with a Novel MRI-compatible Hand-induced Robotic Device to Evaluate Rehabilitation of Individuals Recovering from Hand Grip Defi

Dette arbejde blev støttet af et tilskud fra National Institute of neurologiske lidelser og slagtilfælde (Grant nummer 1R01NS105875-01A1) af National Institutes of Health til A. ARIA Tzika. Dette arbejde blev udført på Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging.  Vi vil gerne takke direktøren Dr. Bruce R. Rosen, M.D., Ph.D. og medlemmer af Martinos Center personale for deres støtte.  Vi vil gerne takke hr. Christian Pusatere og hr. Michael Armanini for deres hjælp til at køre eksperimenter.  Endelig takker vi Dr. Michael A. Moskowitz og Dr. Rosen for deres vejledning i udformningen og udviklingen af den MR_CHIROD serie af anordninger og de tilhørende slagtilfælde undersøgelser.

Alle eksperimenter blev godkendt af institutions Review Board på Massachusetts General Hospital og udført som godkendt på Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging.
1. forberedelse af emnet
Bemærk: Inklusionskriterier er: (i) højre hånd dominans, (II) evne til at give skriftlig informeret samtykke. Udelukkelsen blev gennemført på grundlag af screening for kontra indikatorer i magnetisk resonans miljøet, såsom følgende: (a) rutinem...

<ol>
	<li>Mintzopoulos, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+of+Rehabilitation+in+Chronic+Stroke+Patients+Using+Novel+MR-Compatible+Hand+Robots.">Functional MRI of Rehabilitation in Chronic Stroke Patients Using Novel MR-Compatible Hand Robots.</a> The Open Neuroimaging Journal. 2, 94-101 (2008).</li><li>Khanicheh, A., Mintzopoulos, D., Weinberg, B., Tzika, A. A., Mavroidis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR_CHIROD+v.2:+Magnetic+resonance+compatible+smart+hand+rehabilitation+device+for+brain+imaging.">MR_CHIROD v.2: Magnetic resonance compatible smart hand rehabilitation device for brain imaging.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 16 (1), 91-98 (2008).</li><li>Astrakas, L. G., Nagyi, S. H., Kateb, B., Tzika, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+MRI+using+robotic+MRI+compatible+devices+for+monitoring+rehabilitation+from+chronic+stroke+in+the+molecular+medicine+era+(Review).">Functional MRI using robotic MRI compatible devices for monitoring rehabilitation from chronic stroke in the molecular medicine era (Review).</a> IEEE International Journal of Molecular Medicine. 29 (6), 963-973 (2012).</li><li>Lazaridou, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=fMRI+as+a+molecular+imaging+procedure+for+the+functional+reorganization+of+motor+systems+in+chronic+stroke.">fMRI as a molecular imaging procedure for the functional reorganization of motor systems in chronic stroke.</a> Molecular Medicine Reports. 8 (3), 775-779 (2013).</li><li>Lazaridou, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+and+volumetric+magnetic+resonance+imaging+using+an+MR-compatible+hand-induced+robotic+device+suggests+training-induced+neuroplasticity+in+patients+with+chronic+stroke.">Diffusion tensor and volumetric magnetic resonance imaging using an MR-compatible hand-induced robotic device suggests training-induced neuroplasticity in patients with chronic stroke.</a> International Journal of Molecular Medicine. 32 (5), 995-1000 (2013).</li><li>Mintzopoulos, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Connectivity+alterations+assessed+by+combining+fMRI+and+MR-compatible+hand+robots+in+chronic+stroke.">Connectivity alterations assessed by combining fMRI and MR-compatible hand robots in chronic stroke.</a> NeuroImage. 47, T90-T97 (2009).</li><li>Mintzopoulos, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=fMRI+Using+GRAPPA+EPI+with+High+Spatial+Resolution+Improves+BOLD+Signal+Detection+at+3T.">fMRI Using GRAPPA EPI with High Spatial Resolution Improves BOLD Signal Detection at 3T.</a> The Open Magnetic Resonance Journal. 2, 57-70 (2009).</li><li>Khanicheh, A., Mintzopoulos, D., Weinberg, B., Tzika, A. A., Mavroidis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Electrorheological+Fluid+Dampers+for+Applications+at+3-Tesla+MRI+Environment.">Evaluation of Electrorheological Fluid Dampers for Applications at 3-Tesla MRI Environment.</a> IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 13 (3), 286-294 (2008).</li><li>Babaiasl, M., Mahdioun, S. H., Jaryani, P., Yazdani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+technological+and+clinical+aspects+of+robot-aided+rehabilitation+of+upper-extremity+after+stroke.">A review of technological and clinical aspects of robot-aided rehabilitation of upper-extremity after stroke.</a> Disability and Rehabilitation Assistive Technology. 11 (4), 263-280 (2016).</li><li>Huang, V. S., Krakauer, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robotic+neurorehabilitation:+a+computational+motor+learning+perspective.">Robotic neurorehabilitation: a computational motor learning perspective.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 6, 5 (2009).</li><li>Tsekos, N., Khanicheh, A., Christoforou, E., Mavroidis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+Resonance-Compatible+Robotic+and+Mechatronics+Systems+for+Image-Guided+Interventions+and+Rehabilitation:+A+Review+Study.">Magnetic Resonance-Compatible Robotic and Mechatronics Systems for Image-Guided Interventions and Rehabilitation: A Review Study.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 9, 351-387 (2007).</li><li>Sivak, M., Unluhisarcikli, O., Weinberg, B., Mirelman-Harari, A., Bonato, P., Mavroidis, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Haptic+system+for+hand+rehabilitation+integrating+an+interactive+game+with+an+advanced+robotic+device.">Haptic system for hand rehabilitation integrating an interactive game with an advanced robotic device.</a> Proceedings of IEEE Haptics Symposium. , (2010).</li><li>Colombo, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+strategies+to+improve+patient+motivation+during+robot-aided+rehabilitation.">Design strategies to improve patient motivation during robot-aided rehabilitation.</a> Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 4 (1), 3 (2007).</li><li>Unluhisarcikli, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Robotic+Hand+Rehabilitation+System+with+Interactive+Gaming+Using+Novel+Electro-Rheological+Fluid+Based+Actuators.">A Robotic Hand Rehabilitation System with Interactive Gaming Using Novel Electro-Rheological Fluid Based Actuators.</a> Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation. , (2010).</li></ol>

Vi præsenterer fMRI af en motor opgave ved hjælp af den nyeste version af en roman robot enhed, MR_CHIROD1,2,8. Den MR_CHIROD er designet til at udføre en hånd-klemme Grip opgave, som har kan udføres af kronisk slagtilfælde patienter og er blevet undersøgt tidligere1,2,3,4,<sup class=...

Passende Imaging Metrics kan overvåge og forudsige sandsynligheden for terapi succes i individer bedre end kliniske vurderinger og give oplysninger til at forbedre og individualisere terapi planlægning. Vi har udviklet erfaring med patienter inddrive fra kronisk slagtilfælde1,2,3,4,5,6,7,8. Udvikling af optimale individualiserede strategier, der fokuserer på, hvordan motor uddannelse kan påvirke trinvis forbedring enten i reorganisering af neurale aktivitet og/eller motorisk funktion er stadig udfordrende. Indsigt i de underliggende strukturelle remodeling og re-organisation processer for funktionel genopretning i hjernen efter neurologiske sygdom kan give os mulighed for at evaluere forholdet mellem distribuerede topografiske mønstre af neurale aktivitet og funktionel genopretning via funktionelle Neuro Imaging metoder og hjerne kortlægning. Succes vil lette udviklingen af personlige behandlingsstrategier optimeret til at give forbedringer i Grip styrke i bred population med neurologiske tilstande baseret på magnetisk resonans imaging (MRI) Metrics9.
Her præsenterer vi en protokol, der beskæftiger en nyligt re-designede robot hånd anordning, der giver en kontrollerbar modstandskraft, mod hvilken et emne greb og frigiver et håndtag i synkry med en oscerende visuel stimulus. Den MR_CHIROD v3 (MR-kompatibel hånd-induceret robot enhed) er et system til præsentation af justerbare kræfter, som gribende og frigive bevægelser udføres, mens måling og registrering af anvendt kraft, greb forskydning og tidsstempler for hvert datapunkt (figur 1). Enheden blev udviklet til at give pålidelige vurderinger af hjernens aktiverings billeder under fMRI (funktionel magnetisk resonansbilleddannelse), som kan bruges til at evaluere blod-oxygen-Niveauafhængige (DRISTIGE) ændringer i hjernens respons hos patienter, der er i bedring fra neurologiske lidelser. MR-kompatibilitet opnås ved brug af helt ikke-jernholdige/ikke-magnetiske komponenter til strukturen og pneumatiske aktuatorelementer og afskærmede sensor/elektroniske komponenter, der er placeret på scannerens seng. Figur 2 viser den enhed, der er tilsluttet en MR scanner seng, og med et motiv i magneten bar greb grebet af MR_CHIROD v3 (figur 3). Interface og kontrol komponenter er placeret uden for MR scanner Room (figur 4).
Enheden bruges samtidig med hjerne billedbehandlings metoder til at vurdere relevante hjerne aktiveringer. Den primære brug af systemet er at give en motorisk opgave, der genererer aktiveringer af hjernens motoriske områder, som detekteres ved hjælp af fMRI. Hjerneaktivering under brug af MR_CHIROD under billeddannelse kan vurdere neuroplasticitet i neurologiske sygdomme. Ved at spore ændringer i aktiveringer i løbet af og efter motor træning ved hjælp af MR_CHIROD, kan fremskridt af motorisk rehabilitering efter enhver neurologisk sygdom, der fører til motoriske underskud (f. eks. slagtilfælde) observeres.
MR_CHIROD v3 kan også være bord monteret, til brug i intra-Scan træningsøvelser, hvor motivet greb og udgivelser som reaktion på passende visuelle stimuli for perioder på 45 min, tre gange om ugen i løbet af studiet. Vores erfaring med robotisk leveret uddannelse, overvåget med Imaging, tyder på, at Recovery vinduet for slagtilfælde patienter for eksempel kan aldrig lukke1.
Vores rationale for at bygge og bruge en MR-kompatibel håndgreb robot er, at robot opsving har potentiale til at producere en stor indvirkning på værdiforringelse på grund af sin nemme udrulning, anvendelighed på tværs af forskellige motoriske funktionsnedsættelser, høj måling pålidelighed, og kapacitet til at levere høj intensitet uddannelse protokoller10. Vores MR-kompatible robot kan: (a) være indstillet til emnespecifikke bevægelses områder og blive programmatisk justeret til at anvende emnespecifikke styrke niveauer; b) kontrollere, måle og registrere kraft-og forskydnings parametre gennem en værtscomputer (c) eksternt justere kontrolparametre uden at kræve afbrydelse af scanning for adgang til MR-scanner rummet eller omplacering af emnet; og (d) give terapi via træningsøvelser præcist og konsekvent i længere perioder.
Vi er opmærksomme på ingen kommercielt tilgængelige opsving robot enhed, der kan bruges med en MR scanner til at måleemnet håndgreb kraft og forskydning, mens du anvender computer-kontrollerede tidsvariable kraft. Tsekos et al.11 har gennemgået en række primært forskningsbaserede, Mr-kompatible robot og rehabilitering enheder, herunder tidligere iterationer af MR_CHIROD serie af enheder. Andre enheder er designet til at studere håndled bevægelse, fingerbevægelse, isometrisk Grip styrke, og multi-fælles bevægelser. For enheder, der aktivt leverer resistive eller andre kræfter, er der blevet anvendt en række MR-kompatible teknologier, herunder hydraulik, pneumatik, mekaniske forbindelser og elektrorheologiske væske spjæld. Nogle enheder omfatter flere frihedsgrader, herunder en anden udvidelse af den tidligere MR_CHIROD versioner tilføjet en rotationsgrad af frihed og hydraulisk kraft ansøgning, men det var ikke tilpasset MR-kompatibilitet12.
Vores hånd-Grip-specifikke enhed har fordelene ved bærbarhed (det er regelmæssigt transporteres mellem hr. Facility og kontor-baserede uddannelsessteder), og evne til at producere store, computer-kontrollerede, tidsvariable resistive kræfter. Aktuel brug af pneumatisk teknologi i MR_CHIROD undgår behovet for højspændings kilder, som er nødvendige for elektro-rheologiske væskebaserede systemer, potentialet for lækage af hydraulisk væske og komplekse kabel/forbindelser, som forbinder grænseflade mekanismen med eksterne strøm-og kontrol komponenter.
MR_CHIROD var den første enhed, der blev påvist at fungere sammen med fMRI til hjerne kortlægning i slagtilfælde patienter1. Det er vigtigt, at MR_CHIROD V3 er særligt nyttig til hjemme-eller kontor baseret træning, da systemet og dets software er designet til brug uden ekspert klinisk support og med motivations elementer ("gamification"). I forhold til fysioterapeut-faciliteret uddannelse på et hospital, kontor-eller hjemme-baseret uddannelse er billigere og mere bekvemt, hvilket gør det lettere for patienter at overholde den daglige behandling. Enheden, der allerede er relativt billig i forhold til nogle af de andre forskningsbaserede enheder, kan genmanipulerede for at forbedre cost-to-benefit-forholdet. Virtual Reality og gamification af uddannelse, som begge er forenelige med MR_CHIROD v3, kan engagere patienter, øge deres opmærksomhed under opgaven, og forbedre motivation, dermed øge effektiviteten af inddrivelse13.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ball bearings, plastic with glass balls (8)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>6455K97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bi-directional logic level converter</td>
			<td>Adafruit</td>
			<td>395</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dual LS7366R Quadrature Encoder Buffer</td>
			<td>SuperDroid Robots</td>
			<td>TE-183-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Feather M0 WiFi w/ATWINC1500</td>
			<td>Adafruit</td>
			<td>Adafruit 3010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flanged nuts, fiberglass, 3/8&#8221;-16 (8)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>98945A041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Garolite rod, &#190;&#8221; dia, 4&#8217; long</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8467K84</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laptop</td>
			<td>Various</td>
			<td></td>
			<td>Any laptop with USB2.0 port(s) and MATLAB</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Load Cell (20kg)</td>
			<td>Robotshop</td>
			<td>RB-PHI-119</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Load Cell Amplifier- HX711</td>
			<td>Mouser</td>
			<td>474-SEN-13879</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td></td>
			<td>2008 version or later with Psychophysics Toolbox</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic resonance imaging scanner</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>Skyra 3T</td>
			<td>3T full body scanner with BOLD and GRAPPA capabilities</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MR_CHIRODv3</td>
			<td>fabricated in-house</td>
			<td></td>
			<td>Bespoke plastic &#38; 3D printed structure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Op amp development board</td>
			<td>Schmartboard</td>
			<td>710-0011-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Panel Mount Power Supply</td>
			<td>Delta</td>
			<td>PMT-D2V100W1AA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic tubing &#38; tube fittings</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>various</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrex/graphite piston/cylinder module</td>
			<td>Airpot</td>
			<td>2KS240-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screws, &#188;&#8221;-20, nylon</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>various</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaft Collars for &#190;&#8221; dia shaft, nylon (2)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>9410T6</td>
			<td>Stock metal clamping screws replaced with plastic screws</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shielded cables (2)</td>
			<td>US Digital</td>
			<td>CA-C5-SH-C5-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Threaded rod, fiberglass, 3/8&#8221;-16</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>91315A010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmissive optical encoder code strip</td>
			<td>US Digital</td>
			<td>LIN-2000-3.5-0.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmissive Optical Encoder Module</td>
			<td>US Digital</td>
			<td>EM2-0-2000-I</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTFE sleeve bearings</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>2639T32</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional mri in conjunction with a novel mri-compatible hand-induced robotic device to evaluate rehabilitation of individuals recovering from hand grip deficits

Funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) er en ikke-invasiv magnetisk resonansbilledingsteknik, der giver et billede af hjernens aktivering in vivo, idet endogene deoxyhæmoglobin som et endogene kontrastmiddel detekterer ændringer i blod-niveau-afhængige iltning (fed effekt). Vi kombinerede fMRI med en ny robot enhed (MR-kompatibel hånd-induceret robot enhed [MR_CHIROD]), således at en person i scanneren kan udføre en kontrolleret motor opgave, hånd klemning, som er en meget vigtig håndbevægelse til at studere i neurologiske motoriske sygdomme . Vi beskæftigede parallel Imaging (generaliseret Auto-kalibrere delvist parallel opkøb [GRAPPA]), som tillod højere rumlig opløsning resulterer i øget følsomhed over for fed. Kombinationen af fMRI med den hånd inducerede robot enhed tillod præcis kontrol og overvågning af den opgave, der blev udført, mens en deltager var i scanneren. Dette kan vise sig at være af nytte i rehabilitering af hånd motorisk funktion hos patienter, der er i bedring fra neurologiske underskud (f. eks. slagtilfælde). Her skitserer vi protokollen for at bruge den aktuelle prototype af MR_CHIROD under en fMRI-scanning.

Den metode, der er skitseret i protokollen, gør det muligt at indsamle fMRI-billeder, mens volontøren udfører opgaven i realtid i magneten. Eksperimenter blev udført i Bay 1 facilitet i Massachusetts General Hospital Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging, ved hjælp af en 3T fuld-Body magnetisk resonans scanner. Figur 2 og figur 3 viser placeringen af MR_CHIROD på bordet og patienten på plads, der betjener den. I figur 3<...

Watch this Scientific Journal Video about Functional MRI in Conjunction with a Novel MRI-compatible Hand-induced Robotic Device to Evaluate Rehabilitation of Individuals Recovering from Hand Grip Defi

Functional MRI in Conjunction with a Novel MRI-compatible Hand-induced Robotic Device to Evaluate Rehabilitation of Individuals Recovering from Hand Grip Deficits

Vi udførte funktionelle MRI ved hjælp af en roman MRI-kompatibel hånd-induceret robot enhed til at evaluere dens anvendelighed til overvågning hånd motorisk funktion i individer inddrive fra neurologiske underskud.

Funktionel MRI i forbindelse med en roman MRI-kompatibel hånd-induceret robot enhed til at evaluere rehabilitering af enkeltpersoner inddrive fra håndgreb underskud

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a non-invasive magnetic resonance imaging technique that images brain activation in vivo, using endogenous ...

Denne protokol bruges til at overvåge rehabilitering af patienter med håndgreb underskud. Kronisk slagtilfælde patienter og dem med andre neurologiske sygdomme, der involverer motoriske underskud kan drage fordel af denne teknik. Magnetisk resonans imaging giver mulighed for overvågning af tilpasningsevne i hjernen.Med andre ord, neuroplasticitet som reaktion på rehabilitering af greb ydeevne. Med passende ændring af kraft stimulus enhed denne metode kan anvendes til rehabilitering af handicap, der påvirker andre regioner i kroppen. Denne enhed og eventuelle ændringer skal bevare MR-kompatibiliteten.Det er vigtigt at sikre, at MR-stangen er korrekt tilsluttet, og det er funktioner verificeret, før du bringer et emne ind i MR-rummet. Før dette eksperiment påbegyndes, indhenter du først informeret samtykke fra forsøgspersonen og screener dem grundigt for MR-sikkerhed. Fortsætter ikke med scanningen, hvis deltageren har potentielle MR-kontraindikationer.For at begynde opsætningen skal du først bringe den magnetiske resonanskompatible håndinducerede robotenhed ind i MRI-rummet og placere den i nærheden af penetrationspanelet. Sæt derefter 3/8 tommer pneumatiske rør ind i passet gennem røret i panelet, i den tilstødende MR-støtte rum. Tilslut derefter støtterummets fordesensor- og koderkabler til D-sub-stikket på den udvendige side af gennemtrængningspanelet som vist her.Tilslut 3/8 tommer pneumatiske rør montering, der kommer ud af penetration panel, til udløbet af grænsefladen magt enhed tryk regulator stikkontakt. Tilslut derefter det fire millimeter pneumatiske rør til kompressorens udløb i indløbet af luftfilteret på grænsefladens strømregulator. Efter forlængelse og sænkning scanneren sengen vedhæfte den nederste halvdel af hovedet spole og har den frivillige fastsætte, og sørg for, at de hviler komfortabelt med deres arme forlænget og bruge små skum puder til at immobilisere deltagerens hoved.Fastgør kommunikationskuglen på den frivilliges bryst og giv instruktioner om dens anvendelse. Også vedhæfte toppen af hovedet spole. Nu, løst installere robot enhed på siden af patienten modsat deres hjernelæsion ved hjælp af den tilsvarende seng slot.Derefter, med den frivillige albue hviler på bordet for at støtte deres arm, flytte enheden håndtag til gjord mellem tommel-og pegefinger og hjælpe dem med at få fat i håndtagene. Hvis enheden er på den modsatte side af bordet fra gennemtrængningspanelet, skal kablerne placeres i det pneumatiske rør, så de passerer under bordet i stedet for over patienten. Derefter instruere den frivillige til at presse og skubbe eller trække enheden, indtil de har den mest komfortable position for at klemme.Fastgør derefter enheden fast ved at stramme plastmøtrikkerne ved hjælp af en MR-kompatibel skruenøgle. Kør nu det brugerdefinerede stimulerende program for brugergrænsefladen. Indstil trykket til det minimale opsætsniveau for automatisk at skubbe håndtaget til endestoppet, kontrollere visning af bevægelse og kraftbølgeformer.Dernæst indstille kraft niveau og instruere den frivillige til helt at presse to til tre gange i cirka to sekunder. Overhold, om den frivillige kan fuldføre en klemme på dette kraft niveau. Gradvist øge kraft niveau og gentag klemme forsøg, indtil de ikke kan fuldføre en klemme.Denne måling tjener som den frivilliges maksimale greb styrke. Programmet beregner automatisk 60%40% og 20% af det maksimale kraftniveau for brug under test. Dernæst bekræfte, at kommunikation bolden virker, derefter placere ved hjælp af laser justering, før du flytter bordet og deltageren i scannerens iso center.Nu, ved hjælp af brugergrænsefladen, generere instruktion og stimulus billeder og indstille systemet til at anvende den første kraft niveau og vente på en udløser signal fra MR-scanneren. Programmet vil vise et sæt instruktioner til at minde den frivillige, hvordan de skal reagere på den visuelle stimulus. Programmet vil vente på scanneren til at give en udløser signal derefter fjerne instruktionerne og vise en fiksering kors, at den frivillige bør fokusere på.Når fMRI scanning erhvervelse begynder en visuel metronom vil blive vist i form af en voksende og faldende cirkel. Den frivillige bør helt klemme og frigive håndtaget synkront med stimulus. Hvileperioder vil adskille stimulus perioder, i hvilket tidsrum fiksering kors vil igen blive vist.Overhold de levende kraftområder og forskydning for at overvåge kraftoutputtet og deltagerens opgavepræstation. Når eksperimentet er færdigt, skal du vide, at de kan slappe af og give slip på håndtaget. Endelig indsamle en række anatomiske scanninger.Dette tal viser typiske motoriske opgaveresultater. Her ser vi fMRI aktiveringer overlejret på en hjerne skitse og som pseudo-farve på en tredimensionel, tværsnitsvisning af den frivilliges anatomiske billede. M1 angiver den primære motorcortex, og SMA angiver det supplerende motorområde.Dette billede viser pseudofarveaktiveringer gengivet på en hjerneskabelon. Denne graf viser faktisk kraftproduktion målt i kraftenheder som funktion af tid. Produktionen blev registreret i realtid.Den hvide bjælke svarer til den 60-sekunders stimulus og hvileperiode. Her vises en enkelt voxal tidsforløb for aktivering, valgt fra en voxal på somatosensory område på placeringen af trådkorset i dette billede. Alle emner skal være ordentligt uddannet i at udføre metronom sporing greb bevægelser på forhånd.Desuden er synkronisering mellem den visuelle stimulus og MR-sekvensen afgørende. Yderligere billeddannelse modaliteter kan bruges i denne protokol, herunder Diffusion Tensor Imaging at opdage hvidt stof fiber tarmkanalen orientering og vækst, som også forventes at ændre sig med rehabilitering. Udførelse af mr-forsøg er farligt på grund af det kraftige magnetfelt, der genereres af scanneren.Derfor skal alle forsøgspersoner og forsøgspersoner følge MR-sikkerhedsretningslinjer, herunder screening for kontraindikationer. Udviklingen af denne proces vil gøre det muligt at påvise, at slagtilfælde opsving fortsætter ud over seks måneder efter skaden tyder på, at terapi og tilhørende forsikring refusion bør fortsætte ud over dette tidspunkt.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Anatomy and Physiology

Neuroscience

Unit 1

Diagnostic Imaging Techniques

SCIENTISTS IN ACTION

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

Funktionel Neuroimaging Med Ultrasonic blod-hjerne barrieren forstyrrelser og mangan-forstærket MRI

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

Transplantation af olfaktoriske Ensheathing Cells at evaluere Funktionel Recovery efter perifer nerveskade

Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

Optogenetic Functional MRI

Optogenetic Funktionel MRI

The investigation of the functional connectivity of precise neural circuits across the entire intact brain can be achieved through optogenetic functional ...

The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb

Den kombinerede brug af transkranial direkte nuværende Stimulation og robot terapi for overekstremiteterne

Neurologic disorders such as stroke and cerebral palsy are leading causes of long-term disability and can lead to severe incapacity and restriction of ...

Real-time Video Projection in an MRI for Characterization of Neural Correlates Associated with Mirror Therapy for Phantom Limb Pain

Real-time Video projektion i en MR-scanning til karakterisering af neurale korrelerer forbundet med spejl terapi for fantomsmerter i lemmer

Mirror therapy (MT) has been proposed as an effective rehabilitative strategy to alleviate pain symptoms in amputees with phantom limb pain (PLP). ...

Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy

Gennemføre Hyperscanning eksperimenter med funktionelle nær-infrarød spektroskopi

Concurrent brain recordings of two or more interacting persons, an approach termed hyperscanning, are gaining increasing importance for our understanding ...

Comprehensive Autopsy Program for Individuals with Multiple Sclerosis

Omfattende obduktions program for personer med multipel sklerose

We describe a rapid tissue donation program for individuals with multiple sclerosis (MS) that requires scientists and technicians to be on-call 24/7, 365 ...

Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats

Forberedelse af perifere nervestimulationselekder til kronisk implantation hos rotter

Peripheral nerve cuff electrodes have long been used in the neurosciences and related fields for stimulation of, for example, vagus or sciatic nerves. ...

Evaluating Postural Control and Lower-extremity Muscle Activation in Individuals with Chronic Ankle Instability

Evaluering postural kontrol og nedre ende muskel aktivering hos personer med kronisk ankel ustabilitet

Computerized dynamic posturography (CDP) is an objective technique for the evaluation of postural stability under static and dynamic conditions and ...

Role of Diffusion MRI Tractography in Endoscopic Endonasal Skull Base Surgery

Rolle Diffusion MR-tractography i endoskopisk endoskopisk endoskopisk Skull Base Kirurgi

Endoscopic endonasal surgery has gained a prominent role in the management of complex skull base tumors. It allows the resection of a large group of ...