functional Magnetic Resonance Imaging

Podobne dokumenty
Neuronalne korelaty przeżyć estetycznych (Rekonstrukcja eksperymentu)

Magnetyczny Rezonans Jądrowy (NMR)

Wykład 4. metody badania mózgu II. dr Marek Binder Zakład Psychofizjologii

NMR (MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY) dr Marcin Lipowczan

Wykorzystanie zjawiska rezonansu magnetycznego w medycynie. Mariusz Grocki

Wg W. Duch Jak działa mózg. UMK Toruń notatki z wprowadzenia do kognitywistyki. Dostępne na str.

Podsieci rozległe: Sieć wzbudzeń podstawowych. Andrzej Rutkowski

DOSY (Diffusion ordered NMR spectroscopy)

lek. wet. Joanna Głodek Katedra Chirurgii i Rentgenologii z Kliniką Wydział Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytet Warmińsko Mazurski w Olsztynie

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego - wprowadzenie

Techniki neuroobrazowania. Marek Binder Zakład Psychofizjologii IPs UJ

Magnetyczny rezonans jądrowy

Neurokognitywistyka. Mózg jako obiekt zainteresowania w

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY - podstawy

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Metody rezonansowe. Magnetyczny rezonans jądrowy Magnetometr protonowy

Fizyczne podstawy magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) - obrazowania za pomocą rezonansu jądrowego (MRI)

Leksykon onkologii Cancer lexicon

Neurokognitywistyka WYKŁAD 6a

Podstawy tomografii magnetyczno-rezonasowej

impulsowe gradienty B 0 Pulsed Field Gradients (PFG)

Wykład X. Krótka historia neurobiologii poznawczej (cognitive neuroscience)

NMR REZONANS MAGNETYCZNY. System nisko-polowy OMR Siemens Magnetom C. Obrazy z tomografu MRI

Funkcjonalny rezonans magnetyczny nieinwazyjna metoda obrazowania aktywności ludzkiego mózgu

INTELIGENCJA I RÓśNICE INDYWIDUALNE W BADANIACH PSYCHOFIZJOLOGICZNYCH METODY POMIARU AKTYWOŚCI MÓZGU ELEKTROFIZJOLOGIA METODY NEUROOBRAZOWANIA

ĆWICZENIA: GODZINY 1-4

Informatyka kwantowa i jej fizyczne podstawy Rezonans spinowy, bramki dwu-kubitowe

Wzorce aktywności mózgu przy świadomym i nieświadomym przetwarzaniu informacji

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY (MRJ) NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR)

Pole elektromagnetyczne w bioinżynierii

METODYKA BADAŃ MR KRĘGOSŁUPA I KANAŁU KRĘGOWEGO

MOMENT MAGNETYCZNY W POLU MAGNETYCZNYM

BADANIA LABORATORYJNE WYKONYWANE W PRZYPADKU NIEDOKRWIENNEGO UDARU MÓZGU

Przydatność spektroskopii MR u noworodków

Rys. 1 Ilustracja gradientu koncentracji.

Neurokognitywistyka WYKŁAD 6a

Postępy neuroinżynierii Podsumowanie

Podstawy diagnostyki metodą rezonansu magnetycznego.

Nowoczesne instrumentalne metody badań reakcji psychofizjologicznych

Jarosław Blicharz, Oddział Kardiologii, Szpital Wojewódzki im. Św. Łukasza SP ZOZ w Tarnowie

IM - 6a MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY. I. Cel ćwiczenia

Podstawy informatyki kwantowej

Wydział Imię i nazwisko Rok Grupa Zespół. Obrazowanie MR

Rejestracja aktywności mózgowej

Atomy mają moment pędu

II.6 Atomy w zewnętrznym polu magnetycznym

SPEKTROSKOPIA NMR. No. 0

Jądra o wysokich energiach wzbudzenia

Ślady emocjonalne instrumentalne metody badań

Neurokognitywistyka WYKŁAD 5 Nowe metody badawcze

LABORATORIUM Sygnałów, Modulacji i Systemów ĆWICZENIE 2: Modulacje analogowe

MR Conditional (Bezpieczne w określonych warunkach rezonansu magnetycznego)

ν 1 = γ B 0 Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego h S = I(I+1)

PL B1. Sposób kalibracji sekwencji obrazowania dyfuzji w eksperymencie typu DMRI przeprowadzanym w tomografie MR

Spin jądra atomowego. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1

ZAŁĄCZNIK NR 1 SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA aktualizacja z dnia r. WARUNEK WYMAGANY (GRANICZNY) WARTOŚĆ OFEROWANA

Liczba godzin Punkty ECTS Sposób zaliczenia

ACR PH-1 Test Phantom

Zygmunt Wróbel i Robert Koprowski. Praktyka przetwarzania obrazów w programie Matlab

Obrazowanie Metodą Magnetycznego Rezonansu Jądrowego Spis treści

Neurokognitywistyka WYKŁAD 5 Nowe metody badawcze

Optyka kwantowa wprowadzenie. Początki modelu fotonowego Detekcja pojedynczych fotonów Podstawowe zagadnienia optyki kwantowej

Banie Mazurskie, dn Stacja GPZ Banie Mazurskie 110/15kV. - schemat rozdzielni przed przeprowadzeniem próby:

Wstęp do kognitywistyki. Wykład 6: Psychologia poznawcza

Rozwój i zastosowanie metod opartych na magnetycznym rezonansie jądrowym do badań mikroheterogennych układów złożonych

Elektroniczne Systemy Przetwarzania Energii

cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

1. Pojęcia związane z dynamiką fazy dynamiczne sygnału

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY W POLU MAGNETYCZNYM ZIEMII

LASERY NA CIELE STAŁYM BERNARD ZIĘTEK

OBLICZENIOWY MODEL ROZUMIENIA

Tomografia magnetyczno-rezonansowa 1

Somatosensoryka. Marcin Koculak

data emisji 21 sierpnia 2015 blok nr 1 godzina 17:30 numer audycji w bloku 1 FUNDACJA AKTYWNOŚCI LOKALNEJ 2 MAZOWIECKA WSPÓLNOTA SAMORZĄDOWA 3

WYKŁAD 8: ŚWIADOMOŚĆ. Psychologia poznawcza. dr Mateusz Hohol

dr inż. Zbigniew Szklarski

Badanie protonowego rezonansu magnetycznego

Neuromarketing w pigułce

Pojęcie relaksacji w obrazowaniu MR

16 Jednowymiarowy model Isinga

Ćwiczenie 10 Badanie protonowego rezonansu magnetycznego

STATYSTYKA MATEMATYCZNA

Nowoczesne techniki obrazowania w medycynie. Jakub Zieliński Zakład Biofizyki i Fizjologii Człowieka WUM

Eksperyment 11. Badanie związków między sygnałem a działaniem (wariant B) 335

Propensity Score Matching

Wykład 2: Tworzenie danych

Postępy neuroinżynierii Podsumowanie

MAGNETYCZNY REZONANS JĄDROWY W POLU MAGNETYCZNYM ZIEMI

PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp

METODYKA BADAŃ MR / ANATOMIA MR KRĘGOSŁUPA I KANAŁU KRĘGOWEGO

ĆWICZENIA: GODZINY 1-3. Psychologia poznawcza

NMR Nuclear Magnetic Resonance. Co to jest?

MONITORING PRZESTRZENI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Impulsy selektywne selektywne wzbudzenie

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Mody sprzęŝone plazmon-fonon w silnych polach magnetycznych

Transkrypt:

functional Magnetic Resonance Imaging

(funkcjonalny) rezonans magnetyczny historia Roy i Sherrington wysunęli hipotezę, że lokalna aktywność neuronalna ma związek z lokalnymi zmianami przepływu krwi i metabolzmem (1890).

(funkcjonalny) rezonans magnetyczny historia pierwszy mechaniczny funkcjonalny neuroimaging

(funkcjonalny) rezonans magnetyczny idea

fmri vs EEG - rozdzielczość czasowa rozdzielczość przestrzenna źrodło sygnału warunki experymentalne

(funkcjonalny) rezonans magnetyczny inaczej niż w EEG, sygnał MRI nie jest bezpośrednim odbiciem aktywności neuronalnej odpowiedź hemodynamiczna

odpowiedź hemodynamiczna Savoy

odpowiedź hemodynamiczna

schemat experymentalny

blokowy schemat experymentalny zalety: wysoka proporcja sygnał-szum, obserwowany wzrost sygnału - 8% wady: takie same triale są pogrupowane w bloki

schemat experymentalny 'event-related' zalety: ocenia się przebieg HRF po ekspozycji 1 bodźca możliwość randomizacji triali, procedury typu odd-ball wrażliwość aktywności BOLD na krótkotrwałe bodźce możliwość sortowania reakcji ze względu na rodzaj lub szybkość reakcji badanego (np. następczy efekt pamięciowy) dzięki liniowemu sumowaniu reakcji BOLD możliwe jest stosowanie krótkich ISI wady: niska proporcja sygnał-szum (max. 2%) - potrzeba dużo powtórzeń

schemat experymentalny 'jittering' zmienna pozycja triali

linowość reakcji BOLD

problem referencji w konstrukcji procedur problemy ze zwiekszaniem się aktywnosci w hipotetycznych warunkach 'rest' odkrycie sieci DMN (default mode network) aktywnej gdy czuwająca osoba nie koncentruje się na zewnętrznych zadaniach. związek z introspekcją, wspomnieniami, myśleniem nieukierunkowanym zewnętrznym zadaniem - przysrodkowa kora frontalna (MFC) tylny zakret obręczy (PCC) kora ciemieniowa precuneus - przedklinek Gusnar, Reichle 2001 Wang et al 2012

spiny protonów nieuporządkowane wypadkowy moment magnetyczny = 0

w zewnętrznym polu magnetycznym spiny (niektórych) protonów porządkują się w jednym z dwóch stanów energetycznych pole magn skanera (superconducting magnet) precesja spinów Bo Parallel (low energy) M (net magnetization Anti-Parallel (high energy) wypadkowa magnetryzacja w temperaturze > 0o K spiny przyjmą jeden z dwóch stanów energetycznych

Bo M - net magnetization dodatkowy puls energii B1, by wyprowadzić spiny z równowagi (określona częstotliwość rezonans) RF pulse radio freq pulse - 42MHz/T

relaxacja T1 magnetyzacja 'pionowa' wraca do początkowego stanu niższa energia Bo wyższa energia RF pulse emisja

relaxacja T2 magnetyzacja 'poprzeczna' zanika z powodu zaniku zgodności faz między spinami T2 << T1

zanik T1 zanik T2 Huettel et al. 2011

relaxacja T1 (spin lattice relaxation time) zależna od rodzaju tkanki np.: - zawierające dużo wody ok. 1.5-2.5 sek - zawierające tłuszcze ok. 0.1-0.2 sek duże róznice między istotą szarą i białą

relaxacja T2 (spin spin relaxation time) znacznie krótsze niż T1 relaxacja T2* T2* < T2 zjawisko BOLD - zjawisko BOLD - Blood Oxygenation Level Dependent

wybór płaszczyzny skanu dodatkowy gradient pola magnetycznego Lamor freq: 42MHz/T

T2* - BOLD obrazy funkcjonalne

processing danych fmri: 1. korekcja ruchów głowy

processing danych fmri: 2. normalizacja przestrzenna przestrzenie stereotaktyczne: - MNI (Montreal Neurological Institute) - Talairach

processing danych fmri: 2. normalizacja przestrzenna

processing danych fmri: 3. wygładzanie spatial smoothing

processing danych fmri: 4. analiza statystyczna obrazy funkcjonalne korekcja ruchów maska wygładzanie przestrzenne statystyczna mapa parametrów (SPM) macierz eksperymentu ogólny model liniowy normalizacja szablon anatomiczny estymacja parametrów wnioskowani e statystyczne p <0.01

processing danych fmri: 4. analiza statystyczna Journal of Serendipitous and Unexpected Results, Vol. 1 (2011), pp. 1-5

konwencje skanów MRI

inne rodzaje obrazowania MRI: DTI (diffusor tesor imaging) - traktografia