Dinlenme durumunda fonksiyonel MRI sinyallerinin analizi

Abstract

Dinlenme-durumunda fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (DD-fMRG), nörolojik bozukluklar ile beyin fonksiyonel bağlantısallık arasındaki değişim analizinde gelişmekte olan güçlü bir yöntemdir. Beynin farklı alanları arasındaki fonksiyonel bağlantıların varlığı ve boyutunu değerlendirmek için DD-fMRG verilerinin işlemesinde en çok kullanılan yöntemlerden bağımsız bileşen analizi (BBA), tohum tabanlı korelasyon analizi (TTA) ve öbeklemedir.Bu çalışmada, Philips Achieve 1.5T MRG sistemi T2* ağırlıklı ekoplanda görüntüleme metodu kullanılarak sağlıklı 11 erkek ve 9 bayan (20-41 yaş arasında) gönüllü katılımcılardan 200 dinamik 3D-tomogram alınarak insan beyninde dinlenme durumundaki farklı fonksiyonel bağlantıları tespit edilmiştir. Çeşitli nörolojik bozuklukların, bu farklı fonksiyonel bağlantılarda yarattığı değişiklikleri ortaya koyabilmek için katılımcılardan elde edilen DD-fMRG görüntüleri üzerinde jeodezik benzerlik ölçütleri esasına dayanan yaklaşık spektral öbekleme (YSÖ) metodu kullanılmıştır. DD-fMRG verilerinin BBA ve güncel bir yöntem olan YSÖ yöntemleri ile işlenmesi ve öbeklenmesi sonucunda, beyin dinlenme hal ağlarının tespit edilmesi çalışmaları yapılmıştır. YSÖ sonuçları literatürdeki diğer yöntemler ile kıyaslanarak sonuçları irdelenmiştir.

Resting-State fMRI (RS-fMRI) represent an emerging and powerful tool to explore brain functional connectivity (FC) changes associated with neurologic disorders. Independent component analysis (ICA), seed-based correlation analysis (SBA) and clustering are the most commonly used methods of processing RS-fMRI data to assess the presence and size of functional connectivity between different areas of the brain.In the experiment, 200 dynamic 3D-tomograms were taken from healthy 11 male and 9 female volunteers (aged 20-41 years) using T2* weighted echo-planar imaging method with the Philips Achieve 1.5 T MRI system for different functional connections have been identified in the resting state of the human brain. In order to reveal the changes that have been created by diverse of neurological disorders in these functional connections the approximate spectral clustering method (ASC) based on the basis of geodesic measurement similarities of RS-fMRI images obtained from volunteers was used. As a result of processing and clustering of RS-fMRI data by ICA and up-to-date ASC methods, work on detection of brain resting state networks was done. The results obtained by ASC method were examined by comparing with the other methods publicized in literature.