Väitös lääketieteellisen tekniikan alalta, M.Sc. Amit Jaiswal

Väitöskirjan nimi: Improving the neuromagnetic source-imaging workflow

Tohtoriopiskelija: Amit Jaiswal
Vastaväittäjä: apulaisprofessori Seppo P. Ahlfors, Harvard Medical School, Yhdysvallat
Kustos: professori Lauri Parkkonen, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan laitos

Magnetoenkefalografia (MEG) on ei-invasiivinen menetelmä aivojen toiminnan suoraan mittaamiseen. Erinomaisen ajallisen resoluutionsa, hyvän paikkaresoluutionsa ja koko pään kattavuutensa ansiosta MEG:stä on tullut tärkeä työkalu aivojen toiminnan tutkimuksessa. MEG-mittaus tuottaa monikanavaista aikasarja-aineistoa, joka usein muunnetaan aktiivisten aivolähteiden estimaatiksi. Tätä prosessia kutsutaan lähdekuvaukseksi, ja sitä tukee usein tutkittavan henkilön pään rakenteellinen magneettikuvaus (MRI). 

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan ja parannetaan joitakin MEG-lähdekuvaukseen vaikuttavia tekijöitä. Vaikka opinnäytetyö keskittyy ensisijaisesti MEG-tutkimukseen, osa sen tuloksista pätee myös elektroenkefalografiaan (EEG). Rakenteellisten MRI-kuvien käyttö MEG-lähdekuvauksessa edellyttää niiden tarkkaa kohdennusta MEG:n kanssa, mikä edellyttää pään pinnan ja anatomisten maamerkkien digitalisointia. Opinnäytetyön julkaisussa I arvioidaan uusimpien digitointimenetelmien suorituskykyä, selvitetään kahden vaihtoehtoisen järjestelmän käytettävyyttä ja ehdotetaan suuntaviivoja MEG- ja EEG-digitointiin. Opinnäytetyön julkaisu II tutkii keilanmuodostajapohjaisia ​​MEG-lähdekuvantamisen työnkulkuja neljässä suurimmassa avoimen lähdekoodin ohjelmistopaketissa ja selvittää, kuinka niiden tulokset eroavat, kun niitä sovelletaan identtisiin aineistoihin. Julkaisu III esittelee työkalun yksilöllisen malli-MRI:n tuottamiseksi digitoidun pään muodon perusteella, jolloin MRI-kuvausta ei tarvita, ja validoi tällaisen pseudo-MRI:n käytön MEG-lähdekuvantamisen yhteydessä. 

Tämä opinnäytetyö lisää ymmärrystämme MEG-lähdekuvantamisen työnkulun vaatimuksista ja käsittelee sen kriittisiä kohtia, kuten digitoinnin tarkkuuden ja ohjelmistopohjaisten erojen vaikutusta. Pään ulkopinnan digitointiin perustuva yksilöllinen malli-MRI mahdollistaa nopeamman, taloudellisemman ja virtaviivaisemman lähdekuvauksen työnkulun MEG- ja EEG-sovelluksissa.

Avainsanat: MEG, EEG, magnetoenkefalografia, elektroenkefalografia, lähdekuvaus, pään digiointi, pseudo-MRI, keilanmuodostajat, avoimen lähdekoodin analyysiohjelmisto

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus 

Yhteystiedot:

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52 

Zoom pikaopas: https://www.aalto.fi/fi/palvelut/zoom-pikaopas