대뇌 혈류 를 모니터링하기위한 기능성 경두개 도플러 초음파
Summary
기능성 경두개 도플러 초음파는 기저 대뇌 동맥 내의 대뇌 혈류의 자극 유발 변화에 대한 높은 시간적 분해능 측정으로 다른 기능성 이미징 모달을 보완합니다. 이 방법 논문은 기능성 경두개 도플러 초음파를 사용하여 기능적 이미징 실험을 수행하기위한 단계별 지침을 제공합니다.
Abstract
기능성 경두개 도플러 초음파(fTCD)는 물리적 운동, 피부내 촉각 센서 활성화 및 영상 보기와 같은 자극 중에 발생하는 신경 활성화를 연구하기 위해 경두개 도플러 초음파(TCD)를 사용하는 것이다. 신경 활성화는 뇌혈계 속도(CBFV)의 증가로부터 유추되어 감각 입력 을 처리하는 데 관여하는 뇌영역을 공급한다. 예를 들어, 밝은 빛을 보는 것은 대뇌 피질의 후두엽에서 증가된 신경 활동을 일으키며, 후위 뇌동맥의 혈류가 증가하여 후두엽을 공급한다. fTCD에서, CBFV에 있는 변경은 대뇌 혈류 (CBF)에 있는 변경을 추정하기 위하여 이용됩니다.
주요 대뇌 동맥에서 혈류 속도의 높은 시간적 분해능 측정을 통해 fTCD는 다른 확립된 기능성 이미징 기술을 보완합니다. 이 방법 용지의 목표는 fTCD를 사용하여 기능적 이미징 실험을 수행하기 위한 단계별 지침을 제공하는 것입니다. 첫째, 중간 뇌동맥(MCA)을 식별하고 신호를 최적화하기 위한 기본 단계가 설명될 것이다. 다음으로, 실험 중에 TCD 프로브를 제자리에 고정하기 위한 고정 장치의 배치가 설명될 것이다. 마지막으로, fTCD를 이용한 기능영상 실험의 구체적인 예인 호흡 유지 실험이 시연될 것이다.
Introduction
신경 과학 연구에서, 그것은 종종 다양 한 환경에서 비 침습적으로 실시간 뇌 활동을 모니터링 하는 것이 좋습니다. 그러나, 기존의 기능신경이미징 양식에는 국소 및/또는 급속한 활동 변화를 포착하는 기능을 방해하는 한계가 있습니다. 기능성 자기 공명 영상(fMRI)의 진정한(비-불안감, 비회고전적) 측면해상도는 현재 몇 초1의순서이며, 이는 일시적인 신경 활성화와 관련된 일시적인 혈역학적 변화를 포착하지 못할 수 있다. 또 다른 예에서, 기능적인 근적외선 분광법(fNIRS)은 높은 측두해상도(밀리초)와 합리적인 공간 해상도를 가지고 있지만, 대뇌 피질 내의 혈역학적 변화만 조사할 수 있으며 뇌를 공급하는 더 큰 동맥에서 일어나는 변화에 대한 정보를 제공할 수 없습니다.
대조적으로, fTCD는 신경 이미징 양식으로 분류됩니다-“화상 진찰은”화상 진상에 더 익숙한 두 개의 직교 공간 방향보다는 시간과 공간의 치수를 말합니다. fTCD는 기저 대뇌 순환의 혈관 내의 정확한 위치에서 높은 측두성 해상도(일반적으로 10ms) 혈역학적 변화를 측정하여 다른 신경 이미징 양식에 보완적인 정보를 제공합니다. 다른 신경이미징 양식과 마찬가지로, fTCD는 언어 관련 작업2,3,4,다양한 소마토 감각 자극5에 대응하여 신경 활성화를 연구하고, 시각 작업6,정신 작업7,심지어공구제작 툴과 같은 다양한 인지 자극에서 신경 활성화를 탐구하는 등 다양한 실험에 사용될 수 있다.
fTCD는 장비의 저렴한 비용, 휴대성 및 향상된 안전 (와다 테스트3 또는 양전자 방출 단층 촬영 [PET] 스캔과 비교하여) 기능을 이미징에 사용하기위한 몇 가지 장점을 제공하지만, TCD 기계의 작동은 연습에 의해 얻은 기술이 필요합니다. TCD 운영자가 배워야 하는 이러한 기술 중 일부는 다양한 뇌동맥을 식별하는 능력과 관련 동맥을 검색하는 동안 초음파 프로브를 정밀하게 조작하는 데 필요한 운동 기술을 포함합니다. 이 방법 용지의 목표는 fTCD를 사용하여 기능적 이미징 실험을 수행하는 기술을 제시하는 것입니다. 첫째, 대뇌반구9의80%를 인내하는 MCA로부터 신호를 식별하고 최적화하기 위한 기본 단계가 나열됩니다. 다음으로, 실험 중에 TCD 프로브를 제자리에 고정하기 위한 고정 장치의 배치가 설명될 것이다. 마지막으로, fTCD를 이용한 기능영상 실험의 한 예인 호흡 유지 실험이 설명될 것이며, 대표적인 결과가 나타난다.
Protocol
Representative Results
Discussion
프로토콜의 중요한 단계는 1) MCA를 찾는, 2) 헤드밴드를 배치하고, 3) 호흡 유지 기동을 수행 포함한다.
연구 대상자에 따라 수정이 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 알츠하이머 병을 가진 피험자는 지시를 따르는 데 어려움을 겪을 수 있으며, 호흡 유지지침(15)을준수하기 위해 캡노그래프를 사용해야 합니다. 어린 아이들은 지시에 따?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 프로젝트는 부분적으로 식품 농업의 USDA 국립 연구소를 통해 해치 법 (가입 번호 0223605)에서 자금 네브래스카 농업 실험 스테이션에 의해 지원 된 연구를 기반으로합니다.
Materials
| Aquasonic | Parker Laboratories, Inc., Fairfield, NJ, USA | 01-50 | Ultrasound Gel |
| Doppler Box X | DWL Compumedics Gmbh, Singen, Germany | Model "BoxX" | Transcranial Doppler with 2-MHz monitoring probes |
| Kimwipes | Kimberly-Clark Professional | 34256 | Delicate Task Wipers |
| Transeptic | Parker Laboratories, Inc., Fairfield, NJ, USA | 09-25 | Cleaning Spray |
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