Az fMRI kutatási és klinikai diagnosztikus alkalmazásai Feldmann Ádám PTE-OEC-ÁOK Neurológiai klinika

Munkatársak PTE OEC ÁOK Neurológiai klinika Nagy Ferenc Illés Zsolt Mike Andrea Trauninger Anita Kovács Norbert Pfund Zoltán Kaposvári Egyetem Diagnosztikai Centrum Bogner Péter Tóth Lilla Kotek Gyula Bajzik Gábor Repa Imre PTE BTK Pszichológiai Intézet Illés Enikő

BOLD (blood oxigenation level dependent) szignál, Az fMRI technika az agy lokális, egy alapállapothoz viszonyított vérátáramlás megváltozását képes regisztrálni másodperces nagyságrendű időablakon belül. (2 – 4 s általában) BOLD (blood oxigenation level dependent) szignál, amely az oxihemoglobin és a deoxihemoglobin mágneses paramétereinek eltérésén alapul. L. Pauling and C. Coryell, PNAS USA 22:210-216 (1936) BOLD effects in vivo S. Ogawa, et al., MRM, 14:68-78 (1990) BOLD aktivációs vizsgálatok K. K. Kwong, et al., PNAS USA, 89:5675-5679 (1992) S. Ogawa, et al., PNAS USA, 89:5951-5955 (1992) P. A. Bandettini, et al., MRM, 25:390-397 (1992) J. Frahm, et al., JMRI, 2:501-505 (1992)

Jelkeletkezés mechanizmusa az fMRI során Agyi aktivitás Oxigén fogyasztás Agyi vérátáramlás Oxyhemoglobin Deoxyhemoglobin Mágneses érzékenység T2 MRI jelintenzitás

Oxyhemoglobin és Deoxyhemoglobin aránya az erekben az aktiváció során Nyugalmi helyzet Aktivációs helyzet Normál vérátáramlás Megemelkedett vérátáramlás Oxyhemoglobin Deoxyhemoglobin

Hemodinamikai szignál formája egy 1.5 T scanneren

EPI többszeletes szekvencia Paraméterek : TR : 3560 TE : 50 Szeletszám : 36

fMRI postprocessing Problémák : fej pozíciójának vizsgálat közbeni megváltozása Okai : vizsgálat közbeni mozgás (aperiodikus zaj) légzés (periodikus zaj) vérkeringés (periodikus zaj) Megoldás : realignment téri normalizáció

Realignment

Téri normalizáció

fMRI vizsgálatok fajtái Blokkok Feladat Alapállapot 20-60s Esemény kiváltott válasz 8-12s

Hemodinamikai válasz eredményei

Eredmények kiértékelése Pontos anatómiai lokalizáció

Elemzési és értékelési eljárások Hipotézis vezérelt értékelési módszerek: t-próba, kereszt-korreláció, általános lineáris modell Adat vezérelt kiértékelés: főkomponens elemzés (PCA), független komponens elemzés (ICA) klaszter elemzés.

Vizsgálatok Szédüléssel járó kórképek vizsgálata kalorikus ingerléssel mozgás illúzióval hipnózissal Dementiával járó kórképek vizsgálata kognitív tesztek kidolgozása és kipróbálása posterior cerebrális atrófia Poszthipnotikus szuggesztió kognitív teljesítményre gyakorolt hatásának vizsgálata

Szédülés vizsgálata kalorikus ingerléssel Vizsgálat célja: Szédülés élmény kiváltása fülbe juttatott hideg vízzel. Vizsgálati elrendezés : 20 ml 4°C-víz fülbe juttatása fecskendővel. fMRI blokkok : TR : 3560 ms TE : 50 ms Szeletszám : 36 Felvételszám : 60 FOV : 240 mm

Kísérleti blokk Kalorikus ingerlés Alapállapot 20 felvétel Szédülés szubjektív érzetének kezdete Szédülés szubjektív érzetének vége

Eredmények

Dementiával járó kórképek vizsgálata (PCA) A PCA ritka betegség, amely az occipitális és parietális lebeny atrófiájával jár. A beteg verbális IQ- ja 126, míg a performációs IQ- ja 64 pont. A Rey – teszt ábrát képtelen lemásolni, míg emlékezetből a másoláshoz képest jól teljesít. Az óra teszt elrendezését képtelen lemásolni.

Vizsgálati tesztek: Számolási feladatok Vizsgálat célja : Memória, számolási és vízuális figyelmi képességek mérése. Vizsgálati tesztek: Számolási feladatok összeadás kivonás szorzás osztás mennyiségi összehasonlítás pont teszt Vizuális figyelmi feladat adott alakzat keresése Memória teszt

Eredmények I. Memória teszt eredménye -PCA Memória teszt eredménye -kontroll

Eredmények II. Órateszt -kontroll Órateszt – PCA

Poszthipnotikus szuggesztió vizsgálata Vizsgálat célja: Gátolható-e a kognitív teljesítmény és ha igen, akkor hogyan, a poszthipnotikus szuggesztió segítségével?

Eredmények

során (5 fő átlaga) P < 0.001 A leginkább aktív területek poszthipnotikus szuggesztió során (5 fő átlaga) P < 0.001 x,y,z {mm} label name dist{mm} ------------------------------------------------------- -10 34 8 Cingulum_Ant_ L 8.25 -10 34 8 Caudate_R 10.77 -20 8 14 Putamen_R 4.47 -20 8 14 Pallidum_R 8.94

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET !