Μελέτη Απεικόνισης Λειτουργικού Μαγνητικού
Συντονισμού και Μοντελοποίηση Μηχανισμών Εγκεφαλικής λειτουργίας

Συλαϊδή, Αναστασία Β.; Sylaidi, Anastasia V.

dc.contributor.author	Συλαϊδή, Αναστασία Β.
dc.contributor.author	Sylaidi, Anastasia V.
dc.date.accessioned	2025-06-17T09:58:49Z
dc.date.available	2025-06-17T09:58:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62094
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29790
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Απεικόνιση Παθητικής Μικροκυματικής Ραδιομετρίας	el
dc.subject	Στατιστική Παραμετρική Χαρτογράφηση	el
dc.subject	βασικός κινητικός φλοιός	el
dc.subject	εξισώσεις διάχυσης ιόντων	el
dc.subject	αιμοδυναμικό μοντέλο Balloon	el
dc.subject	Functional Magnetic Resonance Imagine	en
dc.subject	Microwave Radiometric Imaging System	en
dc.subject	Statistical Parametric Mapping	en
dc.subject	basic motor cortex	en
dc.subject	ion diffusion equations	en
dc.title	Μελέτη Απεικόνισης Λειτουργικού Μαγνητικού Συντονισμού και Μοντελοποίηση Μηχανισμών Εγκεφαλικής λειτουργίας	el
dc.contributor.department	Τομέας Συστημάτων μετάδοσης πληροφορίας και τεχνολογίας υλικών	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Απεικόνιση Λειτουργικού Μαγνητικού Συντονισμού	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2007-09-01
heal.abstract	Περίληψη Στην παρούσα εργασία, πραγματοποιήθηκε πειραματική μελέτη και ανάλυση εικόνων από Απεικόνιση Λειτουργικού Μαγνητικού Συντονισμού ενώ ακόμη διερευνήθηκαν μαθηματικά μοντέλα μηχανισμών εγκεφαλικής λειτουργίας. Συγκεκριμένα, εκπονήθηκε πείραμα Απεικόνισης Λειτουργικού Μαγνητικού Συντονισμού (fMRI) του άνω τμήματος του εγκεφάλου με διέγερση που προκλήθηκε από χτύπημα των δαχτύλων του χεριού με τον αντίχειρα. Στόχο του πειράματος αποτέλεσε η οριοθέτηση ενός πλαισίου γενικών αρχών χειρισμού δεδομένων, οι οποίες μπορούν να εφαρμοστούν με διαφοροποιήσεις ή προσθήκες σε πειράματα Λειτουργικού Μαγνητικού Συντονισμού σε επίπεδο έρευνας ή κλινικής πρακτικής σε ελληνικά διαγνωστικά και θεραπευτικά κέντρα. Στα συλλεχθέντα δεδομένα εφαρμόστηκαν προηγμένες τεχνικές επεξεργασίας εικόνας. Συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε χωρική ευθυγράμμιση ώστε να εξαλειφθούν γεωμετρικές παραμορφώσεις λόγω κίνησης του κεφαλιού καθώς και συνέλιξη των εικόνων με κατάλληλο φίλτρο εξομάλυνσης για την ανάσχεση του θορύβου. Ο εντοπισμός των περιοχών διέγερσης του εγκεφάλου βασίστηκε στη χρήση κατάλληλων γραμμικών μοντέλων παλινδρόμησης και στατιστικών ελέγχων. Για κάθε εθελοντή εξεταζόμενο στο πείραμα διαπιστώθηκε συσχετισμός του ελέγχου της κίνησης με το βασικό κινητικό φλοιό καθώς και χιαστή αντιπροσώπευση των άκρων στον εγκέφαλο. Επακολούθως, στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η μοντελοποίηση βιοφυσικών μηχανισμών που συνδέονται με την εγκεφαλική λειτουργία και συνεπώς με τις μεταβολές του καταγραφόμενου σήματος σε μεθόδους λειτουργικής απεικόνισης του εγκεφάλου. Σε παραλληλία με την Απεικόνιση Λειτουργικού Μαγνητικού Συντονισμού διερευνήθηκε το πιθανό βιοφυσικό υπόβαθρο των ανιχνεύσιμων μεταβολών σήματος στην πρότυπη Aπεικονιστική μέθοδο Παθητικής Μικροκυματικής Ραδιομετρίας (MiRaIS). Μια πλευρά της μελέτης αντιμετώπισε το ενδεχόμενο συσχετισμού των εντοπιζόμενων διακυμάνσεων αγωγιμότητας από τη διάταξη Μικροκυματικής Ραδιομετρίας με την κινητικότητα των ιόντων σε νευρωνικό επίπεδο. Μια δεύτερη πλευρά της μελέτης εστίασε στο συσχετισμό των παρατηρούμενων διακυμάνσεων αγωγιμότητας με τις τοπικές αιμοδυναμικές μεταβολές στον εγκέφαλο σε κατάσταση ενεργοποίησης. Για τις ανάγκες του συσχετισμού εφαρμόστηκε μάλιστα το αιμοδυναμικό μοντελο Balloon, το οποίο συνδέει το σήμα BOLD fMRI με τις εγκεφαλικές μεταβολές αγγειακού όγκου και μεταβολισμού οξυγόνου. Η διερεύνηση της αιμοδυναμικής αυτής θεώρησης επιχείρησε να ορίσει κάποιες κοινές συνιστώσες μεταξύ των αρχών λειτουργίας των δύο μελετούμενων απεικονιστικών μεθόδων (fMRI, MiRaIS). Συνολικά, διαπιστώθηκε πως το μετρούμενο σήμα στη Μικροκυματική Ραδιομετρία επηρεάζεται κυρίως από τη μεταβολή αιμοδυναμικών μεγεθών που ελέγχουν σε εξίσου σημαντικό βαθμό την Απεικόνιση Λειτουργικού Μαγνητικού Συντονισμού. Τα μοντέλα που αναπτύχθηκαν προσφέρονται για περαιτέρω διερεύνηση και απόπειρες συνδυαστικής μελέτης διαφόρων εκφάνσεων της εγκεφαλικής λειτουργίας	el
heal.abstract	This diploma thesis deals with the study and analysis of a functional Magnetic Resonance Imaging experiment. Moreover, it focuses on the development and investigation of mathematical approaches for modeling certain cerebral function mechanisms. In particular, one fMRI experiment is conducted by activating the human brain under conditions of finger-thumb tapping. The experiment aims at defining and developing a frame work of general principles in data processing and analysis with the prospect of applying it to functional Magnetic Resonance images either on research level or for the needs of clinical practice in Greek diagnostic and therapeutic centers. Advanced spatial processing techniques are applied to all collected data. In particular, fMRI images are realigned so as to remove movement artifact and convolved with a Gaussian kernel of a specified width so as to suppress noise. The localization of activated brain regions is achieved through the use of appropriate linear regression models and statistical tests. A correlation between the control of movement and the basic motor cortex, as well as the contralateral representation of hand movement in the brain hemispheres are observed for each examined subject. Additionally, this diploma thesis focuses on modeling approaches of biophysical mechanisms underlying brain functional imaging methods. Next to fMRI, a prototype Microwave Radiometric Imaging System (MiRaIS) is being investigated in terms of the biophysical background justifying its measured signal changes. One part of the study deals with the possibility of correlation between conductivity variations measured by MiRaIS and the mobility of ions on neuron level. The second part of the study explores the correlation between measured conductivity variations in MiRaIS and local cerebral hemodynamic changes during brain activation. For the needs of the second approach, the hemodynamic Balloon model (relating the BOLD signal to cerebral blood volume- and oxygen metabolism changes) is used. The hemodynamic approach aims at defining some common components among the operating principles and signal changes detected at the two imaging methods (fMRI, MiRaIS). On the whole, the thesis reaches the conclusion that the measured signal at the Microwave Radiometric Imaging System is mainly influenced by hemodynamic changes which in fact reflect functional Magnetic Resonance Imaging principles. The models developed in this thesis are open to further investigation and attempts of combinational study on the multilateral expression of brain function	en
heal.sponsor	ΕΜΠ	el
heal.advisorName	Ουζούνογλου, Νικόλαος K
heal.committeeMemberName	Ουζούνογλου, Νικόλαος K
heal.committeeMemberName	Νικήτα, Κωνσταντίνα
heal.committeeMemberName	Αβραμόπουλος, Ηρακλής
heal.academicPublisher	Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	140 σ.
heal.fullTextAvailability	false