设计和应用一个兼容多模式的1Tx/6Rx射频线圈用于7T的子大脑MRI

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 血氧水平依赖 (BOLD) 功能性MRI (fMRI) 对于调查神经活动和连接性至关重要.
• 非人类灵长类动物是神经科学研究中必不可少的模型.
• 将fMRI与其他神经成像和神经调制技术结合在一起的多模式方法对于在多个尺度上理解大脑网络至关重要.

研究的目的:

• 开发和评估一种新型的头盔形接收阵列,用于7T麻醉大脑MRI.
• 评估线圈的性能及其与多模式神经成像和神经调节设备的兼容性.
• 研究将fMRI与红外神经刺激 (INS),聚焦超声刺激 (FUS) 和直流刺激 (tDCS) 结合在一起的可行性.

主要方法:

• 制造定制紧的头盔形接收阵列,用于7T大脑MRI.
• 在线圈外中包含四个开口,以容纳多式联络设备.
• 与商业膝盖线圈相比,线圈性能的定量评估.
• 在使用INS,FUS和tDCS与MRI同时对三只进行实验.

主要成果:

• 定制的射频线圈显示出优越的发射效率,可比的同质性,增强的信号噪声比 (SNR),并扩大了大脑的信号覆盖范围.
• 应用在杏仁体上的INS显示了可检测到的激活在刺激和连接位置,与解剖学数据一致.
• 对视觉皮层应用的FUS显示了超声波路径上的激活,时间课程与实验范式相匹配.
• tDCS电极不会干扰射频系统,由高分辨率结构图像证实.

结论:

• 这项试点研究表明了多模式方法的可行性,用于在多个时空尺度上调查大脑活动.
• 开发的射频线圈系统支持同时进行fMRI和各种神经调节技术.
• 这项工作有可能在神经科学研究中显著推进对动态大脑网络的理解.