磁共振功能成像

磁共振功能成像第1頁，共45頁，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)展的領域fMRI包括:彌散加權像（DWI）

灌注成像（PI）

包括外源性和內源性灌注成像血氧水平依賴法（BOLD）為內源性PI磁共振波譜分析（MRS）第2頁，共45頁，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（Bandettini）而實現(xiàn)的由于神經(jīng)元興奮區(qū)血液動力學及代謝的特點，可導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第3頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一動脈血（氧合血紅蛋白）毛細血管靜脈血（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*圖像中信號較高（2-3%）BOLD基本原理第4頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一BOLD掃描技術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）螺旋掃描技術第5頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一BOLD的分辨率BOLD的空間分辨率通?？蛇_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-血流動力學之間的結合情況、腦活動的復雜程度等第6頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一生理性噪聲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，細微的興奮區(qū)信號變化通常小于1%）在其他條件（設備硬件、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第7頁，共45頁，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）內時腦部信號曲線，可見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，共45頁，2023年，2月20日，星期一生理性噪聲的修正方法

Navigator（導航）echocorrectionmethodsNon-navigator（非導航）echocorrectionmethods第9頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一BOLD技術的實現(xiàn)被試的準備和訓練刺激的施加（視覺、聽覺、嗅覺、體感覺、痛覺、運動等）記錄反應安全性機器噪聲的防護神經(jīng)肌肉刺激第10頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一刺激的設計組塊設計（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，2.盡管本設計可用于功能定位，但不能提供腦局部的反應特點事件相關設計（Event-relateddesign）可有效地避免神經(jīng)元反應減弱，相對提高了實驗的敏感性，可敏感地獲得興奮區(qū)局部血氧反應的曲線第11頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一組塊設計事件相關設計第12頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一BOLD數(shù)據(jù)處理圖像配準空間配準檢出并修正運動偽影將數(shù)據(jù)編碼到三維結構像按照Talairach圖譜進行標準化

第13頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一BOLD數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計學處理方法種類繁多（最簡單的包括t檢驗）常用的軟件包括AFNI、Stimulate和SPM

設備配置的工作站也可進行自動處理第14頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一BOLD技術在研究領域的應用BOLD已經(jīng)廣泛用于基礎研究領域運動（簡單運動和復雜運動）、感覺（包括聽、視覺系統(tǒng)）、語言、記憶、兒童腦發(fā)育等第15頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一BOLD技術在臨床領域的應用

BOLD在臨床也有很廣泛的應用前景，如神經(jīng)外科手術術前計劃和術后評價、難治性癲癇的定位、腦康復的評價、慢性疼痛治療的評價、針灸穴位治療機理的研究、藥物成癮病人腦內功能的研究、無創(chuàng)性Wada試驗(語言優(yōu)勢半球定位)、記憶優(yōu)勢半球的定位、在癡呆研究中的應用等第16頁，共45頁，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：顏色知覺激活圖（V4）B：運動知覺激活圖（MT+）顏色柱表示統(tǒng)計值P第17頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一左側V4

左側MT+

第18頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一本研究利用事件相關功能磁共振成像技術研究了參與顏色知覺和運動知覺的腦結構，并研究了有關腦區(qū)的局部血氧反應。結果表明：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)組塊設計腦功能成像中未能得到反映，提示事件相關fMRI技術敏感度較高第19頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一漢字同音字與同義字腦部fMRI

第20頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一第21頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一左手運動右手運動fMRI在外科手術計劃制訂中的應用

右側腦膜瘤與手指運動皮層的關系第22頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一右側膠質瘤與手指運動皮層的關系左手運動右手運動fMRI在外科手術計劃制訂中的應用

第23頁，共45頁，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，共45頁，2023年，2月20日，星期一圖片包括主動持續(xù)右足背屈（對應為1）和持續(xù)電刺激（對應為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：上對應左，下對應右；左對應左，右對應右第25頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一右足主動持續(xù)背屈右足電刺激持續(xù)背曲第26頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一右足主動持續(xù)背屈右足電刺激持續(xù)背曲第27頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一海洛因成癮者腦部fMRI

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

ChineseNumerals:壹、貳…ChineseCharacters

HighFrequency：人、水…LowFrequency：兌、冗…PresentedvisuallyPressabuttonifrecognized第31頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一Time16323232323232323232323232400sImage1…200+N+H+L+H+L+N+N:ChineseNumeralsH:HighFrequencyWordsL:LowFrequencyWords第32頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一ActivationduringreadingChinesecharactersYJG,1stScan,45daysafterstrokeHealthySubject給予高頻漢字閱讀，認字率20%，右側紋外區(qū)部分激活，左（患）側無激活，而Broca區(qū)和Wernicke區(qū)有激活正常對照，認字率100%，雙側紋外區(qū)明顯激活，Broca區(qū)及Wernicke區(qū)無激活第33頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一YJG,2ndscan,4monthsafterstrokeHealthySubject給予高頻漢字閱讀，認字率70%，右側紋外區(qū)激活增加，左（患）側部分激活，而Broca區(qū)和Wernicke區(qū)激活減少正常對照，認字率100%，雙側紋外區(qū)明顯激活，Broca區(qū)及Wernicke區(qū)無激活第34頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一LeftExtrastriateAreaRightExtrastriateAreaHemodynamicresponseinrightandleft(lesions)extrastriateareas.Notethatresponseintheleftextrastriateisabout16secondslaterthanthatinthecontralateralhomologousarea(right).左側紋外區(qū)激活時間晚于右側，激活幅度也低于右側第35頁，共45頁，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，共45頁，2023年，2月20日，星期一紋外區(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）時不興奮左側紋外區(qū)皮層是閱讀功能的關鍵腦區(qū)之一閱讀功能恢復既可由病灶同側代償也可由對側對應的腦區(qū)代償，而且這兩種代償機制可在同一個病人并存第37頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一YJG,M/52左側紋外區(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Broca區(qū)和Wernicke區(qū)在正常人處理高頻字（簡單字）時不興奮第38頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一分子影像技術要求對活體內部的生理過程或病理過程，在分子水平上進行無損傷、實時的測量和成像。第39頁，共45頁，2023年，2月20日，星期一分子影像技術常用的探測方法有核探測方法、核磁共振方法、光學方法等。這些探測方法的探測原理和探測設備都不相同。第40頁，共45頁，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，共45頁，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（