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功能磁共振成像

时间:2022-04-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:磁共振成像技术由于兼具各种优势迅速被广为应用,以至于功能磁共振成像技术几乎成为脑功能成像的代名词。虽然最近以及出现利用磁共振检测脑血流变化或者弥散特性来进行功能磁共振成像,但是目前已经被广泛应用的仍是最初采用的BOLD技术。这是因为BOLD效应对于大血管与场强成正比,而小血管则与场强的平方成正比。3T可增强磁敏感效应,从而提高fMRI的对比度。相信随着3T系统的普及,将有利于功能磁共振成像技术的更多发展和应用。

脑功能成像技术本是指影像的手段表现大脑的功能活动。脑电成像技术(EEG)以及核医学中的单光子发射计算机体层显像技术(single photon emission computerized tomography,SPECT)和正电子发射体层显像技术(positionc emission computerized tomography,PET)都可以通过检测脑电位变化或者局部脑血流、脑血容量、氧摄取、局部葡萄糖利用等指标来检测脑功能活动。但是以上技术因空间分辨力或时间分辨力差而受到局限。磁共振成像技术由于兼具各种优势迅速被广为应用,以至于功能磁共振成像技术几乎成为脑功能成像的代名词。

虽然最近以及出现利用磁共振检测脑血流变化(ASL:动脉自旋标记技术)或者弥散特性来进行功能磁共振成像,但是目前已经被广泛应用的仍是最初采用的BOLD技术。所谓BOLD是指血氧依赖水平(blood oxygen level dependence,BOLD),是根据脱氧血红蛋白为血流中顺磁性物质的特性,通过检测脑功能活动时血流中脱氧血红蛋白浓度发生变化导致磁敏感性变化来成像的技术。由于BOLD-fMRI信号微弱,对于MRI扫描系统的信噪比和分辨率要求比一般的临床成像更高,故要求成像系统必须为高场强的。目前多数研究是在1.5T上进行的,但下图(图2-18)显示了同样的刺激任务下,1.5T与3T的成像区别。这是因为BOLD效应对于大血管与场强成正比,而小血管则与场强的平方成正比。故从理论上讲场强越大信号强度越高。 3T可增强磁敏感效应,从而提高fMRI的对比度。在没有任务的静息状态下,3T的高SNR让我们能够从神经网络的角度研究脑功能活动(图2-19)。相信随着3T系统的普及,将有利于功能磁共振成像技术的更多发展和应用。

图2-18 在不同场强的MRI系统,采用同样的视觉刺激显示V5区域的结果差异

(实验图片来自Johns Hopkins大学Steven Yantis等)

图2-19 采用3T MRI获得精神分裂症患者(上排A,B,C)与正常人(下排D,E,F)在静息状态下的脑功能联结

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