UMN Udall Imaging Core
UMN Udall 成像核心
基本信息
- 批准号:10489822
- 负责人:
- 金额:$ 34.2万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2021
- 资助国家:美国
- 起止时间:2021-09-17 至 2026-07-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AlgorithmsAnatomic ModelsAnatomyAxonBasal GangliaBasic ScienceBrainCaliberClinicalCollaborationsComplementDataDatabasesDeep Brain StimulationDevelopmentDiffusionDiffusion Magnetic Resonance ImagingDoctor of PhilosophyElectrodesFoundationsFunctional Magnetic Resonance ImagingGenerationsGlobus PallidusGoalsGuidelinesHeadHumanImageImplantIndividualInternationalLeadLocationMPTP modelMPTP non-human primateMagnetic ResonanceMagnetic Resonance ImagingMapsMethodsMinnesotaModelingMotorNational Institute of Neurological Disorders and StrokeNeural PathwaysNeurosurgical ProceduresOperative Surgical ProceduresOutcomeParkinson DiseasePathway interactionsPatientsPredispositionPrefrontal CortexRecommendationResearchResolutionRestScanningSiteSpace PerceptionStructureStructure of subthalamic nucleusSystemTechniquesTrainingUniversitiesVisualizationWorkX-Ray Computed Tomographyautomated segmentationbasecatalystcognitive functiondeep learning algorithmdenoisingimage processingimaging capabilitiesimplantationin vivoinsightneuroimagingnonhuman primatenovelpatient subsetspredictive modelingside effecttooltractographyultra high resolutionwhite matter
项目摘要
ABSTRACT
The University of Minnesota (UMN) Udall Imaging Core, led by Noam Harel, Ph.D. and based at the University
of Minnesota’s internationally renowned Center for Magnetic Resonance Research (CMRR), will acquire state-
of-the-art, high-resolution MRI for all subjects in the Projects and Catalyst. The overall theme of the UMN Udall
Center is to develop novel, circuit based deep brain stimulation (DBS) therapies for Parkinson’s disease (PD).
As a foundation for all three proposed projects, the Catalyst project and in collaboration with the other cores in
support of this theme, the overall goal of the Imaging Core is to use advanced imaging capabilities for direct
visualization of anatomical targets for DBS surgery as well as provide the precise location and orientation of
individual stimulating electrode contacts within the target post-implantation.
The Imaging Core will combine several cutting-edge MRI techniques, including high resolution T1/T2s and
susceptibility weighted images (SWI). Diffusion weighted imaging (DWI) will also be acquired for white-matter
tractography to create patient-specific anatomical models of the target region and associated networks. To
complement the static anatomical connectivity information, we will create functional connectivity maps using
resting-state and task based functional MRI (fMRI) data of circuit-based cognitive function/non-motor regions.
For Projects 1, 2 and the Catalyst, PD patients will be scanned on a 7 T MRI system using tools developed by
our team at the CMRR. In addition, in a subset of PD patients that will be implanted with the Medtronic Percept
system, functional maps of DBS-fMRI stimulation will be collected on a 3T MRI system. For Project 3, non-human
primates (NHPs) will be scanned on the newly installed, first of its kind, 10.5 T MRI scanner, also at the CMRR.
For each PD patient and each NHP, the Imaging Core will acquire high-resolution MRI data prior to DBS
implantation and a head CT scan after surgery. Images will be fused to provide a comprehensive anatomical
model of the DBS target and the precise location of individual DBS contacts within each target.
The Imaging Core will provide patient-specific anatomical models, precise post-surgery DBS lead localization,
and parcellation of the subthalamic nucleus (STN) and internal segment of the globus pallidus (GPi) to their
functional sub-regions. These images will provide unparalleled anatomical characterization specific to each
individual. Subject specific models of anatomical and functional connectivity developed by the Imaging Core will
provide data that is vital for the completion of each project in the UMN Udall Center.
抽象的
明尼苏达大学 (UMN) Udall Imaging Core,由 Noam Harel 博士领导,位于该大学
明尼苏达州国际知名的磁共振研究中心 (CMRR) 将收购州-
为项目和 Catalyst 中的所有受试者提供最先进的高分辨率 MRI UMN Udall 的总体主题。
该中心致力于开发基于回路的新型脑深部刺激 (DBS) 疗法来治疗帕金森病 (PD)。
作为所有三个拟议项目的基础,Catalyst 项目并与其他核心项目合作
为了支持这一主题,成像核心的总体目标是利用先进的成像功能来直接
DBS 手术解剖目标的可视化,并提供精确的位置和方向
植入后目标内的单独刺激电极接触。
成像核心将结合多种尖端 MRI 技术,包括高分辨率 T1/T2 和
还将获取白质的磁敏感加权图像(SWI)。
纤维束成像以创建目标区域和相关网络的患者特定解剖模型。
补充静态解剖连接信息,我们将使用创建功能连接图
基于回路的认知功能/非运动区域的静息状态和基于任务的功能 MRI (fMRI) 数据。
对于项目 1、2 和 Catalyst,PD 患者将使用由以下公司开发的工具在 7 T MRI 系统上进行扫描
此外,我们 CMRR 的团队还将在部分 PD 患者中植入美敦力 Percept。
对于项目 3,将在非人类 3T MRI 系统上收集 DBS-fMRI 刺激的功能图。
灵长类动物 (NHP) 将在 CMRR 首次安装的 10.5 T MRI 扫描仪上进行扫描。
对于每位 PD 患者和每位 NHP,成像核心将在 DBS 之前获取高分辨率 MRI 数据
植入和手术后的头部 CT 扫描图像将被融合以提供全面的解剖结构。
DBS 目标的模型以及每个目标内各个 DBS 触点的精确位置。
成像核心将提供患者特定的解剖模型、精确的术后 DBS 导联定位、
丘脑底核 (STN) 和苍白球内段 (GPi) 的分割
这些图像将提供针对每个功能子区域的无与伦比的解剖特征。
由成像核心开发的受试者特定的解剖和功能连接模型将
提供对于完成 UMN Udall 中心每个项目至关重要的数据。
项目成果
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