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 !