磁共振功能成像的應(yīng)用磁共振功能成像

(fMRI)是磁共振成像中迅速發(fā)展的領(lǐng)域

fMRI包括:彌散加權(quán)像（DWI）

灌注成像（PI）

包括外源性和內(nèi)源性灌注成像血氧水平依賴法（BOLD）為內(nèi)源性PI

磁共振波譜分析（MRS）血氧水平依賴法(BOLD)成像是fMRI常用的方法，可用于無創(chuàng)性地檢測腦功能變化情況，其信號具有較高的敏感性和空間特異性最早的人腦BOLD成像是在1992年使用視覺刺激（Kwong,Ogawa）和運動任務(wù)（Bandettini）而實現(xiàn)的由于神經(jīng)元興奮區(qū)血液動力學(xué)及代謝的特點，可導(dǎo)致其靜脈血中相對的氧合血紅蛋白增加及去氧血紅蛋白減少BOLD掃描技術(shù)梯度回波和自旋回波回波平面成像（EPI）

SE-EPI（信噪比好，適于高場機）GRE-EPI（敏感但偽影重）螺旋掃描技術(shù)BOLD的分辨率BOLD的空間分辨率通?？蛇_(dá)到3~5mm，優(yōu)于其他非創(chuàng)傷性檢測方法，如PET等BOLD的時間分辨率也較高，但不如EEG等，它受到許多因素的影響，如神經(jīng)元-血流動力學(xué)之間的結(jié)合情況、腦活動的復(fù)雜程度等生理性噪聲BOLD圖像的信號通常很微弱（中央前、后回等信號較強的區(qū)域一般也在4%以下，細(xì)微的興奮區(qū)信號變化通常小于1%）在其他條件（設(shè)備硬件、脈沖序列、制動裝置等）穩(wěn)定的情況下，生理性噪聲為主要的噪聲源生理性噪聲包括呼吸、心跳、腦脊液搏動、眼球運動等引起的噪聲生理性噪聲的修正方法

Navigator（導(dǎo)航）echocorrectionmethodsNon-navigator（非導(dǎo)航）echocorrectionmethodsBOLD技術(shù)的實現(xiàn)被試的準(zhǔn)備和訓(xùn)練刺激的施加（視覺、聽覺、嗅覺、體感覺、痛覺、運動等）記錄反應(yīng)安全性機器噪聲的防護神經(jīng)肌肉刺激刺激的設(shè)計組塊設(shè)計（Blockeddesign）常用，優(yōu)點為方便可靠，容易獲得興奮區(qū)信號，缺點為：1.持續(xù)和重復(fù)給予相同的刺激可引起受試者注意力改變和對刺激的適應(yīng)，2.盡管本設(shè)計可用于功能定位，但不能提供腦局部的反應(yīng)特點事件相關(guān)設(shè)計（Event-relateddesign）可有效地避免神經(jīng)元反應(yīng)減弱，相對提高了實驗的敏感性，可敏感地獲得興奮區(qū)局部血氧反應(yīng)的曲線BOLD數(shù)據(jù)處理圖像配準(zhǔn)空間配準(zhǔn)檢出并修正運動偽影將數(shù)據(jù)編碼到三維結(jié)構(gòu)像按照Talairach圖譜進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化

BOLD數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計學(xué)處理方法種類繁多（最簡單的包括t檢驗）常用的軟件包括AFNI、Stimulate和SPM設(shè)備配置的工作站也可進(jìn)行自動處理BOLD技術(shù)在研究領(lǐng)域的應(yīng)用BOLD已經(jīng)廣泛用于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域運動（簡單運動和復(fù)雜運動）、感覺（包括聽、視覺系統(tǒng)）、語言、記憶、兒童腦發(fā)育等

10-3610-17A

B7名受試的冠狀位平均腦激活圖

A：顏色知覺激活圖（V4）B：運動知覺激活圖（MT+）顏色柱表示統(tǒng)計值P左側(cè)V4

左側(cè)MT+

本研究利用事件相關(guān)功能磁共振成像技術(shù)研究了參與顏色知覺和運動知覺的腦結(jié)構(gòu)，并研究了有關(guān)腦區(qū)的局部血氧反應(yīng)。結(jié)果表明：顏色刺激主要激活V4，但也可一定程度激活MT＋；而運動刺激主要激活MT＋，但V4也有一定激活。這一現(xiàn)象在多數(shù)組塊設(shè)計腦功能成像中未能得到反映，提示事件相關(guān)fMRI技術(shù)敏感度較高左手運動右手運動fMRI在外科手術(shù)計劃制訂中的應(yīng)用

右側(cè)腦膜瘤與手指運動皮層的關(guān)系右側(cè)膠質(zhì)瘤與手指運動皮層的關(guān)系左手運動右手運動fMRI在外科手術(shù)計劃制訂中的應(yīng)用

圖片包括主動持續(xù)右足背屈（對應(yīng)為1）和持續(xù)電刺激（對應(yīng)為6）“>”說明興奮較強，“<”說明興奮較弱選用SPM軟件處理，所用P值為0.0001圖象的左右方向均為：上對應(yīng)左，下對應(yīng)右；左對應(yīng)左，右對應(yīng)右右足主動持續(xù)背屈右足電刺激持續(xù)背曲PatientYGJMaleAge:52yearsRight-handedNativeChinesespeakerEducation:9yearsT2WIatonsetStimuli:

ChineseNumerals:壹、貳…ChineseCharacters

HighFrequency：人、水…LowFrequency：兌、冗…PresentedvisuallyPressabuttonifrecognizedTime16323232323232323232323232400sImage1…200+N+H+L+H+L+N+N:ChineseNumeralsH:HighFrequencyWordsL:LowFrequencyWordsActivationduringreadingChinesecharactersYJG,1stScan,45daysafterstrokeHealthySubject給予高頻漢字閱讀，認(rèn)字率20%，右側(cè)紋外區(qū)部分激活，左（患）側(cè)無激活，而Broca區(qū)和Wernicke區(qū)有激活正常對照，認(rèn)字率100%，雙側(cè)紋外區(qū)明顯激活，Broca區(qū)及Wernicke區(qū)無激活YJG,2ndscan,4monthsafterstrokeHealthySubject給予高頻漢字閱讀，認(rèn)字率70%，右側(cè)紋外區(qū)激活增加，左（患）側(cè)部分激活，而Broca區(qū)和Wernicke區(qū)激活減少正常對照，認(rèn)字率100%，雙側(cè)紋外區(qū)明顯激活，Broca區(qū)及Wernicke區(qū)無激活LeftExtrastriateAreaRightExtrastriateAreaHemodynamicresponseinrightandleft(lesions)extrastriateareas.Notethatresponseintheleftextrastriateisabout16secondslaterthanthatinthecontralateralhomologousarea(right).左側(cè)紋外區(qū)激活時間晚于右側(cè)，激活幅度也低于右側(cè)ActivationVolumeandCenterofActivationintheexstrastriateareasinthepatientandcontrol

RightExtrastiateLeftExstriate

ActivationVolume(mm3)CenterofActivation

(x,y,z)ActivationVolume(mm3)CenterofActivation(x,y,z)YJG(1stscan)6993-36.2,80.4,7.1--YJG(2ndscan)21492-30.3,78.1,11.7426626.0,82.8,12.2Control25515-33.0,70.4,–8.62673027.3,72.2,–9.6紋外區(qū)功能主要為視覺字形加工,在正常人漢語通?？杉せ铍p側(cè)Broca區(qū)和Wernicke區(qū)在正常人處理高頻字（簡單字）時不興奮左側(cè)紋外區(qū)皮層是閱讀功能的關(guān)鍵腦區(qū)之一閱讀功能恢復(fù)既可由病灶同側(cè)代償也可由對側(cè)對應(yīng)的腦區(qū)代償，而且這兩種代償機制可在同一個病人并存YJG,M/52左側(cè)紋外區(qū)腦梗死改變紋外區(qū)功能主要為視覺字形加工，在正常人漢語通?？杉せ铍p側(cè)Broca區(qū)和Wernicke區(qū)在正常人處理高頻字（簡單字）時不興奮分子影像技術(shù)要求對活體內(nèi)部的生理過程或病理過程，在分子水平上進(jìn)行無損傷、實時的測量和成像。分子影像技術(shù)常用的探測方法有核探測方法、核磁共振方法、光學(xué)方法等。這些探測方法的探測原理和探測設(shè)備都不相同。磁共振（MR）的分子水平成像廣義上可以分為磁共振功能成像（functionalMRI)和MRI分子成像。磁共振功能成像可包括下列幾類：

磁共振的彌散成像（diffusionMRI)磁共振灌注成像（perfus