Ontwikkeling van gevorderde schattingsmethoden voor de detectie van hersenactiviteit uit fMRI data.

Het hoofddoel van het onderzoek is detectie en lokalisatie van hersenactiviteit metbehulp van fMRI. Hiervoor worden de metingen zo goed mogelijk gemodelleerd en wordt metbehulp van gevorderde schattingstechnieken de activatie bepaald. Om dit doel te kunnenrealiseren worden de volgende deelonderwerpen uitgewerkt:HRF De vorm van de Hemodynamische Respons Functie (HRF), die de overdracht van hetaangeboden activatiesignaal naar de fMRI waarnemingen beschrijft, moet zo nauwkeurigmogelijk worden bepaald. In de literatuur wordt geconstateerd dat deze enigszinsvarieert per persoon, per hersenregio en door gewenningsverschijnselen ook in de tijd.Om deze variaties te kunnen beschrijven wordt er in het onderzoek gezocht naar eencompacte parametrisatie die hiervoor genoeg vrijheid heeft. Het doel is om de parametrisatiemet behulp van metingen te valideren en te verfijnen.Ruismodel Om uit de fMRI opnamen optimaal de activatie te verkrijgen is het nodig omeen goede beschrijving te vinden van de verstoringen die in deze beelden optreden. Dedoelstelling hierbij is om een model van de verstoringen op te stellen waarvan de parameterwaardenautomatisch uit de metingen kunnen worden bepaald. Bij het opstellenvan het ruismodel wordt rekening gehouden met de verschillen tussen hersengebiedenen personen. Een doel is om dit model toe te passen in een optimale schatter voorde functionele activatie. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de in de tijd langzaamvarierende eigenschappen van de HRF en verstoringen om zo min mogelijk parametersper voxel te hoeven schatten.Ruimtelijke correlatie Nadat detectie van functionele activatie binnen een voxel is geoptimaliseerdzullen ruimtelijke correlaties binnen het ontwikkeld model in rekeningworden gebracht. Ook zal worden onderzocht of anatomische informatie uit hoogresolutie MRI en DT-MRI beelden gebruikt kan worden voor een verbeterde detectie.Om de geschatte mate van activatie goed weer te kunnen geven zal bij de schatter ookeen criterium voor activatie worden ontworpen. Door hierin op correcte wijze rekeningte houden met de verstoringen kan automatisch een betrouwbaar, door de gebruikerin te stellen, false-positive ratio bereikt worden.Spatiale resolutieEen laatste doel is het verhogen van de ruimtelijke resolutie a.h.v. eenreeks laag-resolutie fMRI beelden. Er zal nagegaan worden hoe, via stochastischemodellering van het beeldvormingsproces, de spatiale resolutie verbeterd kan worden.Dit lijkt haalbaar aangezien imperfecties van de beeldvormende gradienten leiden totverschillen in codering van spatiale informatie.Met het bereiken van deze doelen wordt het mogelijk om hersenactiviteit optimaal te detecterenen lokaliseren. Met het optimaal detecteren van activatie zullen de resultaten bijbestaande toepassingen verbeteren. Ook zullen door verbeteringen in de ruimtelijke resolutieen nauwkeuriger bepaling van de HRF nieuwe toepassingen mogelijk worden.

Trefwoorden:FUNTIONAL MAGNETIC RESONANCE IMAGING (FMRI)

Disciplines:Klassieke fysica, Elementaire deeltjesfysica en hoge-energie fysica, Andere fysica