Roskjær

Objective Movement Monitor
Et system til registrering af cerebrale patientbevægelser.
Udviklet af Professor, overlæge, dr. med. Carsten Thomsen og
MRI og elektronik ingeniør Anders Ohlhues Baandrup
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Introduktion
• Anders Ohlhues Baandrup - Rigshospitalet
• Jeg arbejder med fMRI bevægelseshåndtering
• Objective Movement Monitor blev patenteret September 22, 2011
WO/2011/113441
• Systemet er installeret på Rigshospitalet, Bispebjerg og
Frederiksberg hospital.
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Introduktion
• I de sidste 2 årtier er Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI)
blevet et vigtig redskab inden for functional brain mapping.
• Blood oxygen level dependent (BOLD) signalet udgør ved 3T typisk
kun et par procent i forhold til brints signalstyrke.
• Deoxyhæmoglobin (hæmoglobin uden oxygen) er paramagnetisk og
skaber lokalt inhomogenitet
• Patientbevægelse er et stort problem, da bevægelse skaber samme
inhomogenitet i feltet som deoxyhæmoglobin.
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Introduktion
• Bevægelse skyldes primært synke refleks, respiration, flow / puls og
generelle bevægelser under en MRI-skanning
• Konsekvensen er dårlig billedkvalitet, falsk positive fMRI data og
generelt uoprettelige fejl i billeddata
• Objective Movement Monitor gør det muligt at monitorere patientens
bevægelser under en MRI-skanning
• Objective Movement Monitor kan monitorere bevægelser ned til
1/100 mm i x og y retning, 3/100 mm i Z og 0,1 grad rotation
• Objective Movement Monitor er et system, der objektivt kan registrere
bevægelse uden k-space data
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Systemet
• Systemet tager udgangspunkt i et boreskop fra Olympus, der normalt
benyttes til at undersøge jetmotorer i flyindustrien
• Boreskopet består af ikke-magnetiske materiale. Via Boreskopet
optager systemet en videooptagelse af en markørplade, som
patienten har fået påklistret
• På baggrund af video optagelsen kan X,Y,Z og rotation beregnes
med en nøjagtighed ned til 1/100 mm
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Systemet
• Boreskopets opbygning
Object
Eyepiece and
focusing mount
Optical relay
carries image back
to the eyepiece
Surrounding
optical fibers
transmit light to the
object
Rigshospitalet
Light from light
source
Image
Anders Ohlhues Baandrup
Systemet
Faraday cage
Objective Movement Monitor
Waveguard
Optical fiber light source input
Optical fiber output
MRI scanner
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Systemet
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
11
4
Siemens Verio 3.0T MR scanner
Systemets ophæng
Olympus Borescope
USB 2.0 2592x1944 Pixel kamera
Optisk fiber (fra lyskilde)
Olympus 90 grader vinkel
Lyskilde for enden af Borescope
Markør 30x30 mm
Optisk farvefilter
USB 2.0 til fiber konverter
Ekstern Trig. Signal fra MRI skanner
2
1
6
3
7
2
8
5
9
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Systemet
• På billedet ses hvorledes systemet er påmonteret bag på Bispebjerg
hospitals Siemens 3T VERIO MRI skanner.
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Systemet
• På billedet ses hvorledes systemet er påmonteret bag på
Frederiksberg hospitals Siemens 3T VERIO MRI skanner.
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Systemet
• Når forsøgspersonen/patienten ligger i skanneren, får
personen en markør plade påsat med Felixitime. Markøren
videofilmes under skanning.
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Benchmarking
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Benchmarking
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Benchmarking
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Benchmarking
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Benchmarking
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• 16 forsøgspersoner
• Alle forsøgspersoner gennemgik et smerte paradigme
• Alle forsøgspersoner blev fikserede med skumgummi i hovedspolen
• Skanningerne blev fortaget på en Siemens Verio 3T skanner med en
32. kanal spole
• Smerten blev påført med en oppustelig manchet, der var placeret på
læggen.
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Paradigmets opbygning
• 30 sec. active and 30 sec. baseline
Active
Active
Baseline
Start
Rigshospitalet
Active
Baseline
Active
Baseline
Active
Baseline
Baseline
STOP
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 1
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 1
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 2
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 3
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 4
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 5
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 6
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 7
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 8
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 9
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 10
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 11
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 12
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 13
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 14
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 15
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Klinisk smertestudie på Frederiksberg
• Forsøgsperson 16
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Konklusion
• Vi har udviklet et system, der kan monitorere bevægelse med 1/100
mm nøjagtighed
• Patientbevægelse er et stort problem inden for fMRI
• Forsøgsperson 1: opsætningsfejl blev opdaget i tide
• Uden en objektiv bedømmelse, ville dette studie være endt galt
• Herudover kan vi nu på forhånd sige, hvilke data der skal med i
vores statistik
• Objektiv bedømmelse af data kan være med til at finde de rigtige
svar, så vi ikke konkluderer på baggrund af falsk positive data
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup
Slut
• Tak for jeres tid.
Rigshospitalet
Anders Ohlhues Baandrup