磁共振功能成像

磁共振功能成像第1頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一磁共振功能成像(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）第2頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一血氧水平依賴法(BOLD)成像是fMRI常用的方法，可用于無(wú)創(chuàng)性地檢測(cè)腦功能變化情況，其信號(hào)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(jué)刺激（Kwong,Ogawa）和運(yùn)動(dòng)任務(wù)（Bandettini）而實(shí)現(xiàn)的由于神經(jīng)元興奮區(qū)血液動(dòng)力學(xué)及代謝的特點(diǎn)，可導(dǎo)致其靜脈血中相對(duì)的氧合血紅蛋白增加及去氧血紅蛋白減少第3頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)脈血（氧合血紅蛋白）毛細(xì)血管靜脈血（去氧血紅蛋白+氧合血紅蛋白）

神經(jīng)元興奮區(qū)靜脈血中氧合血紅蛋白含量高于非興奮區(qū)靜脈血中氧合血紅蛋白含量，在T2*圖像中信號(hào)較高（2-3%）BOLD基本原理第4頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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(chǎng)機(jī)）

GRE-EPI（敏感但偽影重）螺旋掃描技術(shù)第5頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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(cè)方法，如PET等BOLD的時(shí)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(dòng)力學(xué)之間的結(jié)合情況、腦活動(dòng)的復(fù)雜程度等第6頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一生理性噪聲BOLD圖像的信號(hào)通常很微弱（中央前、后回等信號(hào)較強(qiáng)的區(qū)域一般也在4%以下，細(xì)微的興奮區(qū)信號(hào)變化通常小于1%）在其他條件（設(shè)備硬件、脈沖序列、制動(dòng)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(dòng)、眼球運(yùn)動(dòng)等引起的噪聲第7頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖示正常人平靜躺在磁體（4.0T,TR=200ms,TE=26ms）內(nèi)時(shí)腦部信號(hào)曲線，可見(jiàn)呼吸和心跳的噪聲呼吸噪聲（約0.3Hz）心跳噪聲（約0.9Hz）第8頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一生理性噪聲的修正方法

Navigator（導(dǎo)航）echocorrectionmethodsNon-navigator（非導(dǎo)航）echocorrectionmethods第9頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一BOLD技術(shù)的實(shí)現(xiàn)被試的準(zhǔn)備和訓(xùn)練刺激的施加（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、體感覺(jué)、痛覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等）記錄反應(yīng)安全性機(jī)器噪聲的防護(hù)神經(jīng)肌肉刺激第10頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一刺激的設(shè)計(jì)組塊設(shè)計(jì)（Blockeddesign）常用，優(yōu)點(diǎn)為方便可靠，容易獲得興奮區(qū)信號(hào)，缺點(diǎn)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(duì)刺激的適應(yīng)，2.盡管本設(shè)計(jì)可用于功能定位，但不能提供腦局部的反應(yīng)特點(diǎn)事件相關(guān)設(shè)計(jì)（Event-relateddesign）可有效地避免神經(jīng)元反應(yīng)減弱，相對(duì)提高了實(shí)驗(yàn)的敏感性，可敏感地獲得興奮區(qū)局部血氧反應(yīng)的曲線第11頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一組塊設(shè)計(jì)事件相關(guān)設(shè)計(jì)第12頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一BOLD數(shù)據(jù)處理圖像配準(zhǔn)空間配準(zhǔn)檢出并修正運(yùn)動(dòng)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

第13頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一BOLD數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法種類繁多（最簡(jiǎn)單的包括t檢驗(yàn)）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(dòng)處理第14頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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(yùn)動(dòng)（簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)和復(fù)雜運(yùn)動(dòng)）、感覺(jué)（包括聽(tīng)、視覺(jué)系統(tǒng)）、語(yǔ)言、記憶、兒童腦發(fā)育等第15頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一BOLD技術(shù)在臨床領(lǐng)域的應(yīng)用

BOLD在臨床也有很廣泛的應(yīng)用前景，如神經(jīng)外科手術(shù)術(shù)前計(jì)劃和術(shù)后評(píng)價(jià)、難治性癲癇的定位、腦康復(fù)的評(píng)價(jià)、慢性疼痛治療的評(píng)價(jià)、針灸穴位治療機(jī)理的研究、藥物成癮病人腦內(nèi)功能的研究、無(wú)創(chuàng)性Wada試驗(yàn)(語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)半球定位)、記憶優(yōu)勢(shì)半球的定位、在癡呆研究中的應(yīng)用等第16頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

10-3610-17A

B7名受試的冠狀位平均腦激活圖

A：顏色知覺(jué)激活圖（V4）B：運(yùn)動(dòng)知覺(jué)激活圖（MT+）顏色柱表示統(tǒng)計(jì)值P第17頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一左側(cè)V4

左側(cè)MT+

第18頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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(jué)和運(yùn)動(dòng)知覺(jué)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(yùn)動(dòng)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(jì)腦功能成像中未能得到反映，提示事件相關(guān)fMRI技術(shù)敏感度較高第19頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一漢字同音字與同義字腦部fMRI

第20頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第21頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一左手運(yùn)動(dòng)右手運(yùn)動(dòng)fMRI在外科手術(shù)計(jì)劃制訂中的應(yīng)用

右側(cè)腦膜瘤與手指運(yùn)動(dòng)皮層的關(guān)系第22頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一右側(cè)膠質(zhì)瘤與手指運(yùn)動(dòng)皮層的關(guān)系左手運(yùn)動(dòng)右手運(yùn)動(dòng)fMRI在外科手術(shù)計(jì)劃制訂中的應(yīng)用

第23頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

PostcentralG.activationduringelectroacupuncture

1.00-1.00.5-0.5IntensitySIIS1S2S1S2針刺腦部fMRI

第24頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一圖片包括主動(dòng)持續(xù)右足背屈（對(duì)應(yīng)為1）和持續(xù)電刺激（對(duì)應(yīng)為6）“>”說(shuō)明興奮較強(qiáng)，“<”說(shuō)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(duì)應(yīng)左，下對(duì)應(yīng)右；左對(duì)應(yīng)左，右對(duì)應(yīng)右第25頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一右足主動(dòng)持續(xù)背屈右足電刺激持續(xù)背曲第26頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一右足主動(dòng)持續(xù)背屈右足電刺激持續(xù)背曲第27頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一海洛因成癮者腦部fMRI

第28頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一PatientYGJMaleAge:52yearsRight-handedNativeChinesespeakerEducation:9years第29頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一T2WIatonset第30頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Stimuli:

ChineseNumerals:壹、貳…ChineseCharacters

HighFrequency：人、水…LowFrequency：兌、冗…PresentedvisuallyPressabuttonifrecognized第31頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Time16323232323232323232323232400sImage1…200+N+H+L+H+L+N+N:ChineseNumeralsH:HighFrequencyWordsL:LowFrequencyWords第32頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一ActivationduringreadingChinesecharactersYJG,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(wú)激活，而Broca區(qū)和Wernicke區(qū)有激活正常對(duì)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(wú)激活第33頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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(duì)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(wú)激活第34頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一LeftExtrastriateAreaRightExtrastriateAreaHemodynamicresponseinrightandleft(lesions)extrastriateareas.Notethatresponseintheleftextrastriateisabout16secondslaterthanthatinthecontralateralhomologousarea(right).左側(cè)紋外區(qū)激活時(shí)間晚于右側(cè)，激活幅度也低于右側(cè)第35頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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第36頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一紋外區(qū)功能主要為視覺(jué)字形加工,在正常人漢語(yǔ)通?？杉せ铍p側(cè)Broca區(qū)和Wernicke區(qū)在正常人處理高頻字（簡(jiǎn)單字）時(shí)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(duì)側(cè)對(duì)應(yīng)的腦區(qū)代償，而且這兩種代償機(jī)制可在同一個(gè)病人并存第37頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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(jué)字形加工，在正常人漢語(yǔ)通?？杉せ铍p側(cè)Broca區(qū)和Wernicke區(qū)在正常人處理高頻字（簡(jiǎn)單字）時(shí)不興奮第38頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一分子影像技術(shù)要求對(duì)活體內(nèi)部的生理過(guò)程或病理過(guò)程，在分子水平上進(jìn)行無(wú)損傷、實(shí)時(shí)的測(cè)量和成像。第39頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一分子影像技術(shù)常用的探測(cè)方法有核探測(cè)方法、核磁共振方法、光學(xué)方法等。這些探測(cè)方法的探測(cè)原理和探測(cè)設(shè)備都不相同。第40頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一磁共振（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。第41頁(yè)，共45頁(yè)，2023年，2月20日，星期一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（perfusionMRI)磁共振波譜分析（