磁共振功能成像.ppt

磁共振功能成像 一 概念 1 磁共振功能成像目前主要用于脑的研究，所以通常所说磁共振功能成像指脑的功能性成像（fMRI）。 2 脑功能成像包含很多技术，我们现在研究的是血氧水平依赖成像，也就是BOLD成像（blood oxygenation level-dependent）。 3 大脑活动时（包括运动、语言、记忆、认知、情感、听觉、视觉等）并不是全脑都参与，而是其中一个区域或几个区域参与。可以利用BOLD技术对大脑活动变化时产生的血液动力学和代谢改变进行测量，通过脑皮层的MRI信号变化，从而对功能区进行定位，揭示人脑的奥秘。 磁共振功能成像 二 BOLD成像原理 1 基于BOLD效应的fMRI是利用脑组织中血氧饱和度的变化来制造对比的MRI技术。 2 当大脑一区域被激活时，该区域组织耗氧量增多，脱氧血红蛋白增多；同时该区域血流灌注增多带来更多的氧合血红蛋白。氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白比例增高，导致T2WI或T2﹡WI信号增高。 3 一般认为脑组织被激活时信号强度增高，脑组织活动被抑制时信号强度降低。 BOLD-fMRI的脉冲序列及其信号 1 目前最常用的脉冲序列是：单次激发GRE-EP（FID-EPI）T2﹡WI序列。 2 EPI 是目前最快的MR信号采集方式，单次激发EPI可1秒采集数十幅图像。 3 EPI技术采集到的MR信号属于梯度回波。但梯度回波是一次射频脉冲激发后，利用读出梯度场的一次正反向切换产生一个梯度回波；EPI是一次射频脉冲激发后，利用读出梯度场连续正反向切换，每次切换产生一个回波，将产生多个梯度回波组成的梯度回波链，可以理解为“一次射频脉冲激发采集多个梯度回波”的采集模式。 平面回波成像序列（EPI） 4 EPI分类：（1）按激发次数分类：MS-EPI及SS-EPI，SS-EPI快，MS-EPI图像质量优，SNR高，伪影少。 （2）按EPI准备脉冲分类：EPI本身是一种采集方式，不是真正的序列，需要结合一定的准备脉冲方能成为真正的成像序列。根据准备脉冲不同，EPI序列分3种：梯度回波EPI（GRE-EPI）、自旋回波EPI、反转恢复EPI（IR-EPI） 平面回波成像序列（EPI） 5 EPI临床应用： （1）单次激发GRE-EPI T2﹡WI 主要用于灌注成像和BOLD脑功能成像。 （2）多次激发SE-EPI T2WI序列主要用于腹部屏气T2WI （3）单次激发SE-EPI T2WI序列主要用于脑部超快速T2WI、腹部屏气T2WI、DWI、DTI （4）多次激发IR-EPI T1WI序列用于心肌灌注、腹部脏器灌注 （5）单次激发反转恢复SE-EPI用于脑部超快速FLAIR，也可DWI 脑功能研究及临床应用 一脑功能研究：1 脑运动功2能研究2脑语言功能研究3脑听觉功能研究4脑视觉功能研究5脑认知功能研究6脑其他功能研究（痛觉、温觉等）7脑事件相关功能研究8脑情感功能研究（海马）9脑术前定位研究10脑化学刺激研究（评价药物疗效）11 脑针灸经络研究12脑内癫痫灶研究13小脑功能研究 二 临床：1 了解病变与功能的关系2脑肿瘤手术的危险性3癫痫灶或药物成瘾性功能灶4脑组织功能修复治疗等 小 结 脑功能MRI检查采用一种超快采集技术，分别获取脑皮质静止期和活动期的MR信号图像。为产生各种有意义的脑功能信号，需要合理设计任务， 并通过某种方式刺激大脑活动。受到激活的皮质活动时，局部血流量增加。将两套图像的信息剪影处 理，就可显示功能性脑活动的部位和程度。脑功能MRI检查有助于了解大脑的工作原理，包括肢体运动、视觉与嗅觉反应、中医针灸、心算加工、记忆存贮等方面，并可能揭示疼痛、卒中、癫痫、抑郁症、药物成瘾以及其他行为异常的发生机制。目前，相关工作仍处于科学研究和探索阶段。 * * 静息和激活状态下血红蛋白的变化：激活状态下比静息状态下通过毛细血管床的含氧血红蛋白增加，脱氧血红蛋白减少。 脑功能成像及脑3D成像 拇指运动脑功能成像（双侧运动中枢激活） 默念单词：双侧额下回Broca区运动性语言中枢，左侧颞上回听觉性语言中枢及小脑半球多部位激活。 用音乐刺激（听钢琴曲）：显示用音乐和语言刺激均引起非对称性颞叶听觉中枢激活。 视皮层功能成像：3.0T比1.5T敏感，枕叶距状裂两侧皮层视觉中枢激活明显 fMRI用于手术计划：fMRI及白质束成像：左侧额顶叶胶质瘤将功能区推压向后移位，白质纤维束完整，提示手术入口应从前方进入，后缘应注意保护功能区 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。 精神分裂症患者3.0T MRI在静息状态下的脑功能联结 正常志愿者静息状态下脑功能联结（3.0T MRI）