جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "functional mri" در نشریات گروه "پزشکی"
-
Background
Non-specific chronic low back pain (CLBP) is a common painful condition and is responsible for different physical disorders. Despite alternative therapies, patients still suffer from persistent pain. Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) has provided much evidence of pain reduction, but results have not been examined deeply in CLBP symptoms.
ObjectiveThe analgesic effect of rTMS in non-specific CLBP patients was evaluated by the amplitude of low-frequency fluctuation (ALFF) analysis in resting-state fMRI.
Material and MethodsIn this experimental study, fifteen non-specific CLBP participants (46.87±10.89 years) received 20 Hz rTMS over the motor cortex. The pain intensity and brain functional scan were obtained during pre and post-stimulation for all participants. The ALFF maps of the brain in two scan sessions were identified and the percentage of pain reduction (PPR%) was determined using paired t-test. Also, correlation analysis was used to find a relationship between ALFFs and pain intensity.
ResultsPain intensity was significantly reduced after induced-rTMS in non-specific CLBP (36.22%±13.28, P<0.05). Positive correlation was found between ALFF in the insula (INS) and pain intensity (rpre-rTMS=0.59, rpost-rTMS=0.58) while ALFF in medial prefrontal cortex (mPFC) and pain intensity had negatively correlated (rpre-rTMS=-0.54, rpost-rTMS=-0.56) (P<0.05). ALFF increased in mPFC while INS, thalamus (THA), and supplementary motor area (SMA) showed decremental ALFF followed by rTMS.
ConclusionThis study demonstrated that ALFF in INS, THA, mPFC, and SMA is associated with CLBP symptoms and analgesic effects of rTMS. ALFF potentially seems to be a proper objective neuroimaging parameter to link spontaneous brain activity with pain intensity in non-specific CLBP patients.
Keywords: Low Back Pain, Pain Relief, Disability Evaluation, Transcranial Magnetic Stimulation, Functional MRI -
سابقه و هدف
تعیین نواحی حساس مغزی مرتبط با فعالیت های حرکتی، زبانی و حافظه با استفاده از روش های تصویربرداری پیشرفته از قبیل fMRI اهمیت به سزایی در جلوگیری از آسیب به این نواحی در حین عمل جراحی مغز دارد. بسیاری گزارش ها در استفاده از این روش در تعیین نواحی فوق در آزمودنی های سالم و بیمار متکلم به زبان های گوناگون وجود دارد. برای به کارگیری دقیق تر و قابل اعتماد تر fMRI به عنوان نقشه عملکردی قبل از جراحی، باید آزمون های مرتبط بر روی جمعیت مورد مطالعه بسته به زبان مورد تکلم ، فرهنگ و سطح توانایی ذهنی افراد تهیه و اجرا شود.
روش کاراین مطالعه به صورت Case Series طراحی شده است.. نتایج آزمون های متفاوت در دو گروه با کمک روش group analysis انجام شد و ابتدا پروتکل بهینه در افراد سالم مشخص شد. سپس نتایج در بیماران دچار ضایعات مغزی نیز مشخص و برای هر آزمودنی پرسشنامه ای پر شد و نتایج آزمون های متفاوت از نظر آماری مورد مقایسه قرار گرفت. ما در این مطالعه روش تصویربرداریfMRI را برای آزمون های حرکتی و تکلمی ابتدا بر روی افراد سالم (40 نفر) و سپس برروی بیماران دارای ضایعات مغزی کاندیدای جراحی (40 نفر) اجرا کرده و میزان موفقیت آن را در تعیین نواحی حساس مغزی سنجیده ایم . هر آزمودنی بسته ای مشتمل بر چند آزمون متفاوت را در هر گروه انجام داده و در نهایت مناسب ترین آزمون ها معرفی شدند. سرانجام تشخیص های نواحی حساس، مغزی برحسب گروه ها با آزمون دقیق فیشر مورد قضاوت آماری قرار گرفت.
یافته ها:
از بین آزمون های مرتبط با زبان آزمون ساختن کلمات، آزمون ساخت کلمه بهترین لوکالیزاسیون ناحیه حرکتی تکلم را در لوب فرونتال تحتانی در ناحیه بروکا ایجاد کرد. تواناییfMRI در لوکالیزاسیون نواحی مرتبط با فرآیند تکلم در این مطالعه در افراد سالم 100درصد و در بیماران 85 درصد ارزیابی است. در مورد آزمون های حرکتی در هر دو گروه در 100درصد افراد نتیجه مناسب و قابل تفسیر به دست آمد (0/01>P-value).
نتیجه گیری:
به نظر می رسد fMRIبه عنوان یک روش غیر تهاجمی نقشه برداری از مغز می تواند نواحی حساس مغزی مرتبط با حرکت و تکلم در زبان فارسی را مشخص کند. همچنین این روش قبل از جراحی ضایعات مغزی به ویژه ضایعاتی که نزدیک نواحی حساس مغز مثل قشر حرکتی یا نواحی مرتبط با تکلم هستند می تواند استفاده شود. به کارگیری نتایجFMRI در ارزیابی قبل جراحی می تواند میزان آسیب به نواحی حساس مغزی را کاهش داده و جراحی را در هدف خارج سازی هرچه بیشتر تومور با آسیب هرچه کمتر به نواحی سالم مغزی یاری برساند.
کلید واژگان: MRI عملکردی, قشر مغز, ارزیابی قبل از جراحی, تصویر برداری, تومور مغزی, اپیلپسی, تشنج, غیر تهاجمی, تکلم, زبان فارسیBackground and AimFunctional magnetic resonance imaging (fMRI) has been widely used for pre-neurosurgical planning and may eventually become a routine pre- surgical imaging modality. The validity of fMRI for the clinical application depends on various factors such as proper task selection, correct statistical analysis, and threshold setting with appropriate patient cooperation. To compare the potential of five functional magnetic resonance imaging (fMRI) language paradigms in activating language areas in Persian-speaking volunteers in order to optimize these tasks for clinically useful protocol.
Methods16 healthy right-handed Persian-speaking volunteers were studied. Each individual performed five tasks during the fMRI scan: word generation (WG), object naming (ON), word reading (WR), word production (WP), and reverse word reading (RWR). In the current study's first phase, each task's ability to activate classical language areas was assessed using group analysis. In addition, the lateralization index (LI) for each subject-task was calculated and compared. In the second phase, the optimized protocol was assessed on 40 patients with different types of brain mass lesions or hippocampal sclerosis to assess the role of appropriate patient selection for achieving a reliable fMRI result.
ResultsWe found that WP, RWR, and WG robustly activated language-related areas in the dominant hemisphere. ON and WR failed to sufficiently delineate these activation areas. The highest activation intensities in the frontal lobe (including Broca's area) were seen with WP, whereas RWR showed the highest LI among all examined tasks. In the patient population, we found that accurate and reproducible fMRI strongly depends on the patient’s cooperation. In present study, we observed that a pre-test mock fMRI session held by a radiologist might help to predict which patients are more or less suitable candidates for fMRI.
ConclusionOur results demonstrated that the Persian version of WG and newly presented WP and RWR tasks could be reliably used for the localization of language-related areas in Persian speakers. This type of language evaluation also can be used in the pre-surgical planning of neurosurgical procedures in the Persian population. We recommend the application of WP and RWR in routine clinical practice to avoid significant morbidities after brain lesion surgery.
Keywords: fMRI, functional MRI, pre- surgical planning -
Introduction
This study aimed to assess the effect of controlled mouth breathing during the resting state using functional magnetic resonance imaging (fMRI).
MethodsEleven subjects participated in this experiment in which the controlled “Nose” and “Mouth” breathings of 6 s respiratory cycle were performed with a visual cue at 3T MRI. Voxel-wise seed-to-voxel maps and whole-brain region of interest (ROI)-to-ROI connectome maps were analyzed in both “Nose>Mouth” and “Mouth>Nose” contrasts.
ResultsAs a result, there were more connection pairs in the “Mouth” breathing condition, i.e., 14 seeds and 14 connecting pairs in the “Mouth>Nose” contrast, compared to 7 seeds and 4 connecting pairs in the “Nose>Mouth” contrast (false discovery rate [FDR] of P<0.05).
ConclusionThe present study demonstrated that mouth breathing with controlled respiratory cycles could significantly induce alterations in functional connectivity in the resting-state network, suggesting that it can differently affect resting brain function; in particular, the brain can hardly rest during mouth breathing, as opposed to conventional nasal breathing.
Keywords: Respiratory rate, Functional connectivity, Functional MRI -
BackgroundFunctional Magnetic resonance imaging (fMRI) measures the small fluctuation of blood flow happening during task-fMRI in brain regions.ObjectiveThis research investigated these active, imagery and passive movements in volunteers design to permit a comparison of their capabilities in activating the brain areas.Material and MethodsIn this applied research, the activity of the motor cortex during the right-wrist movement was evaluated in 10 normal volunteers under active, passive, and imagery conditions. T2* weighted, three-dimensional functional images were acquired using a BOLD sensitive gradient-echo EPI (echo planar imaging) sequence with echo time (TE) of 30 ms and repetition time (TR) of 2000 ms. The functional data, which included 248 volumes per subject and condition, were acquired using the blocked design paradigm. The images were analyzed by the SPM12 toolbox, MATLAB software.ResultsThe findings determined a significant increase in signal intensity of the motor cortex while performing the test compared to the rest time (p < 0.05). It was also observed that the active areas in hand representation of the motor cortex are different in terms of locations and the number of voxels in different wrist directions. Moreover, the findings showed that the position of active centers in the brain is different in active, passive, and imagery conditions.ConclusionResults confirm that primary motor cortex neurons play an essential role in the processing of complex information and are designed to control the direction of movement. It seems that the findings of this study can be applied for rehabilitation studies.Keywords: Functional MRI, Active Movement, Passive Movement, Imaginary Movement, Motor Cortex, Rehabilitation, Brain-Computer Interfaces, Wrist Movement
-
Background
Cognitive control of brain regions can be determined by the tasks involving the cognitive control such as the color word Stroop task. Stroop task define the reduction in function in incongruent condition, which requires more attention and control of competitive responses.
ObjectiveThe purpose of this study was to evaluate the activity of brain using the Modified Conflict Stroop Task in Military Personnel.
Material and MethodsIn this applied experimental study, to specify the activity of different regions of brain in response to conflict Persian color-word Stroop task, 20 healthy persons participated in this study. To evaluate selective attention, the traditional color-word Stroop Task Model was modified, and the Stroop test was designed in high- and low-threat zones. We used functional magnetic resonance imaging (fMRI) to evaluate the brain activation during the Stroop task performance. The color-word Stroop task consists of incongruent, congruent, and neutral conditions, and the subjects were requested to carefully choose the correct answer.
ResultsThe mean response time was longer in incongruent condition (867.6±193.5ms) compared to congruent and neutral conditions. Analysis of neuroimaging data revealed that the brain conflict-related regions are activated by the Stroop interference. In incongruent trial, the superior frontal gyrus (SFG) and inferior frontal gyrus (IFG) showed the most active and stronger BOLD responses. In congruent trials, the activation in the brain was less and had difference compared with incongruent trials.
ConclusionOur result offers that the frontal cortex and the anterior cingulate cortex are sensitive to different trials of Persian Stroop task. Using modified Stroop task, we determined the brain responses to the selective attention test.
Keywords: Stroop Test, Functional MRI, Cognition, Attention, Dorsolateral Prefrontal Cortex -
زمینه و هدفاپی لپسی مقاوم به درمان می تواند برای بیمار مبتلا و اطرافیان فاجعه بار باشد. در مواردی که بیمار دچار ضایعه مغزی است احتمال رشد ضایعه، خود منشاء نگرانی جدید برای بیمار و پزشک است. هر ابزاری که بتواند در شناسایی بافت مولد تشنج و تخلیه کاملتر، کم خطرتر و مطمئن تر ضایعه کمک کننده باشد، در درمان این بیماران ارزشمند خواهد بود. هدف از انجام این مطالعه بررسی تاثیر استفاده از اف ام آرآی، ترکتوگرافی و سیستم هدایت ناوبری عصبی در تخلیه کامل ضایعه و موفقیت عمل جراحی اپی لپسی ضایعه ای در نواحی مجاور کورتکس الوکوئنت مغز و میزان عوارض عمل جراحی می باشد.مواد و روش هادر این مطالعه 33 بیمار دچار صرع ناشی از ضایعه بصورت تصادفی و بر اساس معیارهای ورود و حذف انتخاب و به دو دسته تقسیم شدند. در یک گروه تخلیه ضایعه به شکل سنتی و مرسوم و در گروه دیگر تخلیه ضایعه پس از انجام اف ام آرآی و ترکتوگرافی و بر اساس اطلاعات ارائه شده این تصاویر در مورد موقعیت ضایعه در قبال کورتکس الوکوئنت و با استفاده از هدایت سیستم ناوبری عصبی انجام پذیرفت. پس از انجام جراحی میزان تخلیه ضایعه، میزان موفقیت عمل جراحی در کاهش تشنج و میزان بروز عوارض عصبی در بیماران پیگیری، ثبت و مقایسه گردید.یافته هافاکتورهای دموگرافیک و پروگنوستیک مهم در دو گروه تفاوت معنی داری نداشت، جراحان موفق به تخلیه کامل و رادیکالی در دسته بیشتری از بیماران در گروه «درمان با هدایت اف ام آرآی، ترکتوگرافی و ناوبری عصبی» گشتند، اما تفاوت میان دو گروه معنی دار نبود (P-value=0.07). میزان عوارض عصبی و مرگ و میر نیز در دو گروه تفاوت معناداری نداشت. اما نتایج رضایتبخش از نظر کنترل تشنج در گروه «درمان با هدایت اف ام آرآی، ترکتوگرافی و ناوبری عصبی» با تفاوت معناداری بهتر از گروه «درمان سنتی» بود (23/88% در برابر 75/68%- 04/0 P-value=).نتیجه گیریاستفاده همزمان از اف ام آرآی، ترکتوگرافی و ناوبری عصبی در حین اعمال جراحی اپی لپسی به جهت توده-های موجود در کورتکس الوکوئنت مغز ممکن است، بتواند بدون آنکه بر میزان عوارض عصبی تاثیر عمده ای گذارد، در بهبود نتایج عمل جراحی موثر باشد.کلید واژگان: جراحی اپی لپسی, ام آر آی فانکشنال, سیستم هدایت تصویریIntroduction &ObjectiveIntractable epilepsy can be catastrophic for the patient as well as his/her caregivers. If a lesion is responsible, potential growth of the mass will be an important source of new concerns. When evacuation is planned, every tool that can help the surgeon to recognize the so called epileptogenic zone, and can facilitate safe and total removal of the lesion would be precious. The aim of conducting this study is to evaluate the benefit of using functional MRI (fMRI), tractography, and neuronavigation on achieving total resection, seizure freedom, and decreased neurological complications for the lesions located adjacent or within the eloquent cortex of brain.Materials and MethodsThirty three patients were enrolled and randomized into two groups: traditional surgery (16 patients) and surgery with fMRI, tractography and neuronavigation (17 patients). Patients were followed. Extent of resection, success of intervention to provide seizure freedom or worthwhile improvement, and neurological complications were assessed, recorded and compared between the two groups.ResultsAs for demographic and important prognostic factors, no significant difference was found between the two groups. Total and total-plus resections were achieved more in the fMRI group but the difference was not significant (P-value=0.07). No significant difference was observed with regard to permanent neurological complications. However, satisfactory results in reducing or eradicating seizures were significantly more noticed in fMRI group (88.23% versus 68.75% in the traditional surgery group, with P-value=0.04).ConclusionsConcomitant use of presurgical fMRI, tractography, and neuronavigation during the surgical procedure for lesional epilepsy may be helpful for providing better seizure control.Keywords: Epilepsy Surgery, Functional MRI, Image guidance System
-
BackgroundChronic daily headache (CDH) has gained little attention in functional neuro-imaging. When no structural abnormality is found in CDH, defining functional correlates between activated brain regions during headache bouts may provide unique insights towards understanding the pathophysiology of this type of headache.MethodsWe recruited four CDH cases for comprehensive assessments, including history taking, physical examinations and neuropsychological evaluations (The Addenbrooke’s Cognitive Evaluation, Beck’s Anxiety and Depression Inventories, Pittsburg Sleep Quality Index and Epworth Sleepiness Scale). Visual analogue scale (VAS) was used to self-rate the intensity of headache. Patients then underwent electroencephalography (EEG), transcranial Doppler (TCD) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) evaluations during maximal (VAS = 8-10/10) and off-headache (VAS = 0-3/10) conditions. Data were used to compare in both conditions. We also used BOLD (blood oxygen level dependent) -group level activation map fMRI to possibly locate headache-related activated brain regions.ResultsGeneral and neurological examinations as well as conventional MRIs were unremarkable. Neuropsychological assessments showed moderate anxiety and depression in one patient and minimal in others. Unlike three patients, maximal and off-headache TCD evaluation in one revealed increased middle cerebral artery blood flow velocity, at the maximal pain area. Although with no seizure history, the same patient’s EEG showed paroxysmal epileptic discharges during maximal headache intensity, respectively. Group level activation map fMRI showed activated classical pain matrix regions upon headache bouts (periaqueductal grey, substantia nigra and raphe nucleus), and markedly bilateral occipital lobes activation.ConclusionThe EEG changes were of note. Furthermore, the increased BOLD signals in areas outside the classical pain matrix (i.e. occipital lobes) during maximal headaches may suggest that activation of these areas can be linked to the increased neural activity or visual cortex hyperexcitability in response to visual stimuli. These findings can introduce new perspective towards more in-depth functional imaging studies in headaches of poorly understood pathophysiology.Keywords: Chronic Daily Headache, Functional MRI, Pathophysiology, Neuropsychology, Electroencephalography, TC
-
مقدمهوجود منابع مختلف نویز و آرتیفکت در داده های بدست آمده از روش تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغزغالبا منجر به کاهش دقت و صحت نتایج بدست آمده در اکثر روش های تحلیلی پارامتری و غیر پارامتری می شود. یکی از راه حل های متداول در مواجهه با داده های نویزی روش تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغز بکارگیری روش های پیش پردازشی مناسب بر روی دیتا با هدف کاهش نویز دیتا است که می تواند در بهبود عملکرد الگوریتم های تحلیلی مختلف موثر باشد. تاکنون اثرات برخی از روش های پیش پردازشی بر روی روش های تحلیلی پارامتری از قبیل روش مدل خطی عمومی مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله علاوه بر مقایسه الگوریتم های نویزی و غیر نویزی آنالیز مولفه های مستقل در تحلیل داده های زمانی-مکانی تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغز برای نخستین بار میزان بهبود عملکرد الگوریتم غیر پارامتری آنالیز مولفه های مستقل بر روی داده های نویزی روش تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغز در حضور تعدادی فیلتر مکانی و زمانی از نظر کمی مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از الگوریتم های نویزی آنالیز مولفه های مستقل دقت تحلیلی داده های تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغز را تا 16% افزایش داده است. استفاده از فیلترهای زمانی و مکانی منجر به 10-8% افزایش در دقت الگوریتم های غیر نویزی آنالیز مولفه های مستقل شده است. با استفاده از الگوریتم نویزی احتمالی آنالیز مولفه های مستقل زمان لازم برای تحلیل داده های تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغز 28% افزایش پیدا کرده است.مواد و روش هادر این مقاله ابتدا دو دسته از الگوریتم های نویزی و غیر نویزی آنالیز مولفه های مستقل در تحلیل داده های شبیه سازی شده روش تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغز مورد مقایسه قرار گرفته اند. در مرحله بعد اثرات فیلترهای زمانی و مکانی در عملکرد الگوریتم های غیر نویزی آنالیز مولفه های مستقل بررسی شده است. فیلتر های مذکور در دو دسته فیلترهای پایین گذر و بالاگذر مطرح شده اند. کلیه بررسی ها با استفاده از داده های شبیه سازی شده روش تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغز انجام شده است.نتایجبا بکارگیری فیلترهای بالاگذر حساسیت، ویژگی و صحت زمانی الگوریتم های غیر نویزی آنالیز مولفه های مستقل در تحلیل داده های روش تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغز افزایش یافته است. بکارگیری فیلترهای پایین گذر در مواجهه با داده هایی که دارای نسبت سیگنال به نویز پاییین هستند منجر به بهبود نتایج بدست آمده از الگوریتم های غیرنویزی آنالیز مولفه های مستقل شده است. در داده هایی که دارای نسبت سیگنال به نویز بالا هستند بکارگیری این فیلترها می تواند منجر به کاهش ویژگی و صحت زمانی الگوریتم های مذکور شود.بحث و نتیجه گیرینتایج بدست آمده از تحلیل دادهای روش تصویربرداری عملکردی مغناطیسی مغزبا نسبت سیگنال به نویز بالا توسط الگوریتم های نویزی و غیر نویزی آنالیز مولفه های مستقل تقریبا مشابه است. با افزایش نویز داده ها الگوریتم اینفومکس به دلیل استفاده از الگوریتم های گرادیانی در تخمین ماتریس تفکیک کننده مورد نظر از حساسیت، ویژگی و صحت زمانی بالاتری نسبت به الگوریتم سریعآنالیز مولفه های مستقل رخوردار است. استفاده از فیلترهای زمانی و مکانی مناسب می تواند راهکاری مناسب برای بکارگیری الگوریتم های غیر نویزی آنالیز مولفه های مستقل به جای الگوریتم های نویزی آنالیز مولفه های مستقل که اغلب پیچیده و زمانبر هستند باشد.
کلید واژگان: آنالیز مولفه های مستقل, تصویربرداری عملکردی مغز, فیلترهای زمانی, فیلترهای مکانیIntroductionThe accuracy of analyzing Functional MRI (fMRI) data is usually decreases in the presence of noise and artifact sources. A common solution in for analyzing fMRI data having high noise is to use suitable preprocessing methods with the aim of data denoising. Some effects of preprocessing methods on the parametric methods such as general linear model (GLM) have previously been evaluated methods such as. In this study, besides the comparison of simple and noisy Independent Component Analysis (ICA) algorithms, the quantity effects of some spatial and temporal filtering have been evaluated on the functionality of ICA algorithms. Noisy ICA algorithms perform with a higher accuracy (up to 16%) in comparison to simple ICA for noisy fMRI data, although it is more time consuming than simple ICA. The accuracy of the results is improved by 8-10% using spatial and temporal filtering prior to simple ICA.Materials And MethodsSimple ICA and noisy ICA methods have been compared for analyzing simulated fMRI data sets. The impact of some temporal and spatial filters on the functionality of simple ICA algorithms has been evaluated. Implemented filters have been proposed in low and high pass group.ResultsThe sensitivity, specificity and temporal accuracy of simple ICA algorithms has been improved by using high pass filters. Although low pass filtering has some positive effects on the performance of simple ICA algorithms in the low SNR levels, in the high signal-noise Ratio (SNR) levels these low pass filters may cause a decrease in the sensitivity, specificity and temporal accuracy of simple ICA methods. Discussion andConclusionThe results obtained from simple and noisy ICA algorithms for analyzing fMRI data having high SNR levels are approximately similar. Infomax algorithm uses Gradient based methods for estimating unmixing matrix has better sensitivity, specificity and temporal accuracy than Fast ICA for analyzing noisy ICA data. An alternative to the complicated and time consuming noisy ICA algorithms is to preprocess and denoise fMRI data prior to analyzing it by simple ICA algorithms.Keywords: Independent Component Analysis, Functional MRI, Temporal Filter, Spatial Filter
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.