使用功能性超声波进行移动人脑成像

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:

• 在自然环境中研究人类大脑是当前神经成像方法的挑战.
• 需要移动神经成像技术来克服传统的固定扫描仪的局限性.
• 功能性超声波成像 (fUSi) 为实时大脑活动监测提供了一个有希望的途径.

研究的目的:

• 为了证明实时功能超声波成像 (fUSi) 在自然行为,特别是行走期间的可行性.
• 为了验证在移动过程中获得的fUSi信号与既有的神经成像技术相比.
• 为了评估fUSi的长期稳定性和可靠性,在一个头骨植入物的人身上.

主要方法:

• 使用了经过临床批准的声光头骨植入物,以实现超快的超声波访问.
• 雇佣了个性化的3D打印头盔,以便在移动期间稳定地放置fUSi探头.
• 综合光学跟踪用于功能磁共振成像 (fMRI) 的交叉模式验证,以及用于行为范式的面部跟踪.
• 应用先进的信号处理来从fUSi数据中提取血液动力学反应.

主要成果:

• 在20个月的时间里,从大脑活动中获得了一致和可靠的fUSi信号.
• 在包括行走在内的高运动活动中,证明了成功的实时fUSi监控.
• 通过与fMRI和行为跟踪进行交叉模式比较,验证了fUSi发现.

结论:

• 实时fUSi是一种可行的移动神经成像技术,用于研究自然行为期间的大脑活动.
• 开发的方法结合了专门的硬件和先进的处理,可以在现实世界中进行强大的大脑监测.
• 这一进步代表了利用fUSi在临床应用和基础神经科学研究方面迈出的重要一步.