Fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemede hasta yanıt sürelerinin fiber optiksiz ölçümü için bir sistem

Fonksiyonel görüntüleme (fMRI) vücutsal işlevleri veya düşünsel aktiviteyi beyindeki belirgin bölgelerle ilintiliyen bir görüntüleme tekniğidir. Bu görüntüleme motor, duyumsal ve/veya algılama işlemlerinde yer alan yerel nöron aktivitesinin çalışılmasında çok güçlü bir araç olmuştur. Günümüz nöroanotomi bilgisi invaziv anatomik ve patolojik araştırmalara dayanır. Öte yandan fMRI ise nöronal aktiviteyi tanımlayan invaziv olmayan bir yöntemdir. Böylelikle söz konusu teknik önemli klinik uygulamalara sahip olabilir.Belirli bir işleve veya duyumsal sürece bağlı beyin faaliyetlerini görüntülemede fMRI yönteminin temel yararları şunlardır: 1- İşaret radyoaktif izotopların enjeksiyonun gerektirmez. 2-Toplam tarama süresi çok kısa olabilmektedir. (paradigmaya bağlı olarak 1.5-2 dakika mertebesindedir.)Rutin uygulamadaki fMRI tetkiklerinin çoğunda parmak dokundurma gibi basit hasta yanıt yöntemleri kullanırken, daha gelişmiş fMRI tekniklerinde (örneğin performansla beyin aktivasyonu arasındaki ilişki çalışıldığında) bazı ilave düzenekler (örneğin hasta yanıt anahtarı, arabirim ve kayıt düzenleri) gerekir. Hasta yanıt anahtarı (PRS) hasta tepki sürelerinin ölçümünü sağlar. Bir fiberoptik anahtarlı yanıt sistemi temel olarak fMRI anahtar yanıt birimi ve MR projeksiyon sisteminden oluşur. Fiberoptik yanıt düzeni (FO-PRS) sistemi hazır denek yanıt toplama sistemidir ve deneklerden gelen yanıtları alıp işaretleri tetkik etmeye yaramaktadır.FO-PRS'ler deneklerin (hastaların) bileklerine takılır ve tarama sırasında ayarlanabilirler. Bu birimler tamamen fiberoptiktirler ve mevcut bir dalga klavuzu aracılıgıyla kontrol odasında bulunan bir fiberoptik arabirim düzenine bağlanırlar. Sistem diğer veri toplama aygıtlarıyla ve yazılımla etkileşimde kullanılacak TTL çıkış işaretlerini üretir. Arabirim, kullanıcının deneylerini MRI cihazıyla eş güdümlü olarak kullanılmasına sağlayacak donanıma sahiptir.Halen ticari olarak mevcut olan cihazlar veri toplama bilgisayarına USB bağlantısı ile seri terminal çıkışlarını sağlarlar, ancak hasta odasıyla kumanda odası arasında ilave bir dalga klavuzu gereklidir. Diğer yandan mevcut dalga klavuz kanalı, daha önceden montajı yapılan MRI sistemine ait kabloların sıkışıklığı nedeni ile yada gerekli bağlantının sağlanmasındaki kablo uzunluklarının yetersizliğinden dolayı kullanılamayabilir. Bu zorluklar optik tekniklerin pratik kullanımını engeller yada (ekstra kablo montajı, izolasyonu ve RF ekranlaması için) pahalı malzeme ve iş gücü kullanımını gerektirir.Optik yöntemler (özellikle fMRI tetkikinde) gradyan ve RF bobinlerinden kaynaklanan yüksek güçlü elektromanyetik işaretlerin etkisini yok etmek amacıyla tercih edilmektedir. Bunlara ilaveten (3 Tesla gibi) yüksek bir sabit manyetik alan hasta odasında mevcut bulunmaktadır.Bu çalışmada amaç, nispeten pahalı fiberoptik düzen ve fiberoptik arabirimin işlevinin benzerinin (uyarı ölçme düzeni ve MRI'ya etkisi olmayan) basit bir elektronik düzenle gerçekleştirilebilecegi göstermektedir. Bu ölçme ve arabirim düzenin maliyeti mevcut ekipmana göre çok daha düşüktür. Çalışmada kullanılan teknik detaylı olarak açıklanarak, bir 3 Tesla MRI cihazında uygulaması ve performans sonuçları verilmiştir.