功能磁共振成像
腦功能成像技術(shù)本是指影像的手段表現(xiàn)大腦的功能活動。腦電成像技術(shù)(EEG)以及核醫(yī)學中的單光子發(fā)射計算機體層顯像技術(shù)(single photon emission computerized tomography,SPECT)和正電子發(fā)射體層顯像技術(shù)(positionc emission computerized tomography,PET)都可以通過檢測腦電位變化或者局部腦血流、腦血容量、氧攝取、局部葡萄糖利用等指標來檢測腦功能活動。但是以上技術(shù)因空間分辨力或時間分辨力差而受到局限。磁共振成像技術(shù)由于兼具各種優(yōu)勢迅速被廣為應(yīng)用,以至于功能磁共振成像技術(shù)幾乎成為腦功能成像的代名詞。
雖然最近以及出現(xiàn)利用磁共振檢測腦血流變化(ASL:動脈自旋標記技術(shù))或者彌散特性來進行功能磁共振成像,但是目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的仍是最初采用的BOLD技術(shù)。所謂BOLD是指血氧依賴水平(blood oxygen level dependence,BOLD),是根據(jù)脫氧血紅蛋白為血流中順磁性物質(zhì)的特性,通過檢測腦功能活動時血流中脫氧血紅蛋白濃度發(fā)生變化導致磁敏感性變化來成像的技術(shù)。由于BOLD-fMRI信號微弱,對于MRI掃描系統(tǒng)的信噪比和分辨率要求比一般的臨床成像更高,故要求成像系統(tǒng)必須為高場強的。目前多數(shù)研究是在1.5T上進行的,但下圖(圖2-18)顯示了同樣的刺激任務(wù)下,1.5T與3T的成像區(qū)別。這是因為BOLD效應(yīng)對于大血管與場強成正比,而小血管則與場強的平方成正比。故從理論上講場強越大信號強度越高。 3T可增強磁敏感效應(yīng),從而提高fMRI的對比度。在沒有任務(wù)的靜息狀態(tài)下,3T的高SNR讓我們能夠從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的角度研究腦功能活動(圖2-19)。相信隨著3T系統(tǒng)的普及,將有利于功能磁共振成像技術(shù)的更多發(fā)展和應(yīng)用。
圖2-18 在不同場強的MRI系統(tǒng),采用同樣的視覺刺激顯示V5區(qū)域的結(jié)果差異
(實驗圖片來自Johns Hopkins大學Steven Yantis等)
圖2-19 采用3T MRI獲得精神分裂癥患者(上排A,B,C)與正常人(下排D,E,F)在靜息狀態(tài)下的腦功能聯(lián)結(jié)
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