腦功能磁共振課件

腦功能磁共振成像

1醫(yī)學(xué)資料腦功能磁共振成像1醫(yī)學(xué)資料1952年P(guān)urcell和Bloch獲諾貝爾獎1971年Damadian發(fā)現(xiàn)腫瘤組織T1和T2延長1973年Lauterbur發(fā)表充水試管的MR圖像1978年Mallard等取得第一幅人體MR圖像1980年MR機開始應(yīng)用于臨床1988年第一臺MR機在中國應(yīng)用于臨床2醫(yī)學(xué)資料1952年P(guān)urcell和Bloch獲諾貝爾獎2醫(yī)學(xué)資料診斷----治療結(jié)構(gòu)----功能宏觀----微觀3醫(yī)學(xué)資料診斷----治療3醫(yī)學(xué)資料

磁共振的設(shè)備磁體線圈計算機4醫(yī)學(xué)資料磁共振的設(shè)備4醫(yī)學(xué)資料

磁體的分類永磁常導(dǎo)超導(dǎo)5醫(yī)學(xué)資料磁體的分類5醫(yī)學(xué)資料6醫(yī)學(xué)資料6醫(yī)學(xué)資料7醫(yī)學(xué)資料7醫(yī)學(xué)資料射頻線圈8醫(yī)學(xué)資料射頻線圈8醫(yī)學(xué)資料9醫(yī)學(xué)資料9醫(yī)學(xué)資料MR基本原理10醫(yī)學(xué)資料MR基本原理10醫(yī)學(xué)資料

（N）MRI(Nuclear)MagneticResonanceImaging(核）磁共振成像11醫(yī)學(xué)資料（N）MRI11醫(yī)學(xué)資料

MRI

MagneticResonanceImaging

磁共振成像12醫(yī)學(xué)資料MRI12醫(yī)學(xué)資料

MRI(N)Magnetic

(核)磁13醫(yī)學(xué)資料MRI13醫(yī)學(xué)資料

MRIResonance共振14醫(yī)學(xué)資料MRI14醫(yī)學(xué)資料

MRIImaging成像15醫(yī)學(xué)資料MRI15醫(yī)學(xué)資料幾組常用磁共振參數(shù)的概念16醫(yī)學(xué)資料幾組常用磁共振16醫(yī)學(xué)資料

T1T2TRTET1WIT2WI17醫(yī)學(xué)資料T1TRT1WI17醫(yī)學(xué)資料水長T1、長T2。脂肪短T1、長T2。軟組織等T1、等T2。鈣化短T1、短T2。18醫(yī)學(xué)資料水長T1、長T2。18醫(yī)學(xué)資料19醫(yī)學(xué)資料19醫(yī)學(xué)資料T1WI：短TR（小于500ms)、短TE。PDWI：長TR（500-1000ms)、短TE。T2WI：長TR（大于2000ms)、長TE。20醫(yī)學(xué)資料T1WI：短TR（小于500ms)、短TE。20醫(yī)學(xué)資料21醫(yī)學(xué)資料21醫(yī)學(xué)資料

隨著磁共振成像技術(shù)的迅猛發(fā)展，功能性磁共振成像技術(shù)亦日趨成熟。過去，臨床功能性檢查主要依靠同位素檢查(SPECT、PET等)。自九十年代末以來，功能性磁共振成像技術(shù)不斷地成功應(yīng)用于臨床，以其卓越的性能和全新的技術(shù)，逐漸被臨床工作者尤其神經(jīng)科學(xué)工作者的認同和接受。該技術(shù)即沒有使患者暴露于同位素的缺點，又有功能性與形態(tài)學(xué)完美結(jié)合的優(yōu)點，因此，作者認為，一旦功能性磁共振廣泛應(yīng)用于臨床，勢必有著寬闊的前景。22醫(yī)學(xué)資料隨著磁共振成像技術(shù)的迅猛發(fā)展，功能性磁功能性磁共振成像

（FunctionalMagneticResonanceImaging）

分廣義和狹義兩種23醫(yī)學(xué)資料功能性磁共振成像23醫(yī)學(xué)資料彌散加權(quán)成像（DWI）灌注加權(quán)成像（PWI）磁共振波譜成像（MRS）血氧飽和度水平檢測（BOLD）廣義功能性磁共振成像24醫(yī)學(xué)資料彌散加權(quán)成像（DWI）廣義功能性磁共振成像24醫(yī)學(xué)資料特指血氧飽和度水平檢測（BloodOxygenLevelDependent簡稱BOLD）。狹義功能性磁共振成像25醫(yī)學(xué)資料特指血氧飽和度水平檢測（BloodOxyge血氧飽和度水平檢測（BOLD）26醫(yī)學(xué)資料血氧飽和度水平檢測26醫(yī)學(xué)資料

1990年Belliveau手次報導(dǎo)了血氧飽和度水平檢測技術(shù)以來，該技術(shù)已成為神經(jīng)科學(xué)家探測各類認識活動腦內(nèi)定位的有效方法之一。27醫(yī)學(xué)資料1990年Belliveau手次報導(dǎo)了血氧飽和度水平檢

采樣過程中需設(shè)置兩種狀態(tài)：一種是活動、一種是休息（“A”和“B”），在兩種狀態(tài)下，收集由于代謝活動的改變而引起的血氧水平增加信息，作為原始數(shù)據(jù)將這些原始數(shù)據(jù)進行標準化。如動手實驗中，要求受試者閉目、放松、停30秒、對掌運動30秒、停30秒、對掌運運動30秒、停30秒，依次類推，完成1分20秒的掃描過程。28醫(yī)學(xué)資料采樣過程中需設(shè)置兩種狀態(tài)：一種是活動、一種是休息（“A29醫(yī)學(xué)資料29醫(yī)學(xué)資料

在工作站，將“A”狀態(tài)和“B”狀態(tài)中標化的原始數(shù)據(jù)進行類比，無代謝活動改變的區(qū)域即血氧水平無改變的感興趣區(qū)域腦組織設(shè)為0，而有代謝活動改變的區(qū)域即血氧水平增高或減低的感興趣區(qū)域腦組織數(shù)字化，并依據(jù)血氧水平增高或減低的情況作出偽彩圖像。30醫(yī)學(xué)資料在工作站，將“A”狀態(tài)和“B”狀態(tài)中標化的原始數(shù)據(jù)進行手對掌運動31醫(yī)學(xué)資料手對掌運動31醫(yī)學(xué)資料雙手對掌運動32醫(yī)學(xué)資料雙手對掌運動32醫(yī)學(xué)資料fMRI33醫(yī)學(xué)資料fMRI33醫(yī)學(xué)資料34醫(yī)學(xué)資料34醫(yī)學(xué)資料功能性磁共振成像的生理學(xué)基礎(chǔ)腦活動狀態(tài)的生理學(xué)變化腦活動狀態(tài)的代謝變化腦活動狀態(tài)的血管變化

35醫(yī)學(xué)資料功能性磁共振成像的生理學(xué)基礎(chǔ)腦活動狀態(tài)的生理學(xué)變化35醫(yī)學(xué)資功能腦成像的目的是描繪出活體腦組織活動的空間和時間位置。監(jiān)測腦細胞活動性的金標準是直接、侵入性地記錄單個神經(jīng)元細胞膜的電勢能；然而，這些方法僅限于實驗中使用。在以人為研究對象時必須用非侵襲性的方法，因此這些方法本身具有局限性。非侵襲性腦功能成像有兩種方法：（1）電生理的方法和（2）代謝/血流的方法。36醫(yī)學(xué)資料功能腦成像的目的是描繪出活體腦組織活動的空間和時間位置。36電生理的方法:腦電圖（EEG）腦磁圖描記術(shù)（MEG)代謝/血流的方法:正電子發(fā)射體層成像（PET）功能磁共振成像（fMRI）37醫(yī)學(xué)資料電生理的方法:37醫(yī)學(xué)資料利用成像設(shè)備產(chǎn)生功能圖像的過程被稱作功能重建。要理解如何用這些方法獲得功能圖像重要是要理解：腦活動與測量的生理參數(shù)之間的關(guān)系。這些生理參數(shù)與腦功能圖像之間的關(guān)系。

38醫(yī)學(xué)資料利用成像設(shè)備產(chǎn)生功能圖像的過程被稱作功能重建。要理解如何用這39醫(yī)學(xué)資料39醫(yī)學(xué)資料腦活動代謝變化功能圖像腦活動血管變化功能圖像40醫(yī)學(xué)資料腦活動代謝變化功能圖像腦活動血管變化磁共振腦功能成像的數(shù)據(jù)分析

41醫(yī)學(xué)資料磁共振腦功能成像的41醫(yī)學(xué)資料

磁共振腦功能成像的數(shù)據(jù)處理和分析的方法很多，由于處理的數(shù)據(jù)量通常很大，因此絕大多數(shù)研究的數(shù)據(jù)處理和分析多通過專門的軟件包來完成。磁共振工作站所附帶的軟件雖然也可完成這項工作，如GE公司的FUNCTOOL等，但其處理較粗糙和簡單，僅可作為實驗結(jié)果的初步觀察，一般不能達到科學(xué)研究的需要。概述42醫(yī)學(xué)資料磁共振腦功能成像的數(shù)據(jù)處理和分析的方法很ACTIV2000AFNI*BrainVoyagerFIASCOFMRIAnalysisPackageFSLLyngbyMEDxSPM*StimulateVoxBo常用磁共振腦功能成像處理軟件包43醫(yī)學(xué)資料ACTIV2000常用磁共振腦功能成像處理軟件包43醫(yī)學(xué)資圖像數(shù)據(jù)的獲取圖像數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)分析圖像數(shù)據(jù)展示44醫(yī)學(xué)資料圖像數(shù)據(jù)的獲取44醫(yī)學(xué)資料移動校正層面的延時校正空間濾過信號強度的標化時序濾過圖像數(shù)據(jù)的預(yù)處理45醫(yī)學(xué)資料移動校正圖像數(shù)據(jù)的預(yù)處理45醫(yī)學(xué)資料移動校正平滑標化通用線性模型統(tǒng)計參數(shù)圖(SPM)fMRI時間序列參數(shù)評估設(shè)計矩陣標準腦模版高斯內(nèi)核p<0.05采用高斯野理論的推論局部數(shù)據(jù)的校正空間分布模式以及相互有效的連通性46醫(yī)學(xué)資料移動校正平滑標化通用線性模型統(tǒng)計參數(shù)圖(SPM)fMRI時

感覺、運動、認知功能障礙是醫(yī)學(xué)中的重點，然而我們在對他們進行診斷、監(jiān)測這項戰(zhàn)略中還存在實質(zhì)性的限制。在當今的醫(yī)療實踐中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病大致分成神經(jīng)病學(xué)的（疾病的生物學(xué)基礎(chǔ)已被認識的）和精神病學(xué)的（其特殊的生物學(xué)基礎(chǔ)還不確定的）。這種相當武斷的分類根源于強調(diào)結(jié)構(gòu)病理學(xué)。功能測試直到現(xiàn)在還非常有限。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的神經(jīng)病學(xué)和精神病學(xué)檢查是通過特殊的刺激引起預(yù)期的反應(yīng)來檢查神經(jīng)系統(tǒng)。如反應(yīng)正常其所做出的診斷是神經(jīng)系統(tǒng)正常。這“黑箱”方法現(xiàn)在可能被置疑，因為大腦甚至在遇到嚴重損傷時也能夠產(chǎn)生表面上是正常的反應(yīng)。然而，最后通過結(jié)合臨床與病理，人們了解到許多，這樣的研究僅僅代表著對單個時間點的比較。47醫(yī)學(xué)資料感覺、運動、認知功能障礙是醫(yī)學(xué)中的重點，然而工作人員病員的準備患者的安全性模式掃描儀控制系統(tǒng)

臨床fMRI的質(zhì)量保證48醫(yī)學(xué)資料工作人員臨床fMRI的質(zhì)量保證48醫(yī)學(xué)資料手術(shù)前計劃:動靜脈畸形,腦腫瘤診斷:Alzheimer’s病恢復(fù)治療:中風(fēng)模式功能重組:臂叢移位另類研究:針刺鎮(zhèn)痛,氣功,吸毒fMRI應(yīng)用的臨床病例展示49醫(yī)學(xué)資料手術(shù)前計劃:動靜脈畸形,腦腫瘤fMRI應(yīng)用的臨床病例展示49中文漢字和空白注視點對比頂上回頂下回額上回扣帶回50醫(yī)學(xué)資料中文漢字和空白注視點對比頂上回頂下回額上回扣帶回50醫(yī)學(xué)資料中文漢字和空白注視點對比額中回角回額下回顳中回51醫(yī)學(xué)資料中文漢字和空白注視點對比額中回角回額下回顳中回51醫(yī)學(xué)資料拼音和空白注視點對比額上回額中回額下回頂上回頂上回頂下回52醫(yī)學(xué)資料拼音和空白注視點對比額上回額中回額下回頂上回頂上回頂下回52拼音和空白注視點對比額下回顳中回顳下回53醫(yī)學(xué)資料拼音和空白注視點對比額下回顳中回顳下回53醫(yī)學(xué)資料中文漢字和拼音對比額上回額中回額中回54醫(yī)學(xué)資料中文漢字和拼音對比額上回額中回額中回54醫(yī)學(xué)資料中文漢字和拼音對比額下回顳上回額下回55醫(yī)學(xué)資料中文漢字和拼音對比額下回顳上回額下回55醫(yī)學(xué)資料材料與方法

HMG，女，37歲，右利，受教育5年，工人。2000年6月5日因高血壓發(fā)生左側(cè)基底節(jié)區(qū)出血，出現(xiàn)右側(cè)肢體癱瘓，經(jīng)當?shù)蒯t(yī)院治療后好轉(zhuǎn)，同年7月5日患者又突發(fā)語言障礙來我院就診，經(jīng)CT、MR檢查發(fā)現(xiàn)右側(cè)基底節(jié)區(qū)及額頂葉腦梗死，收入院治療。56醫(yī)學(xué)資料材料與方法HMG，女，37歲，右利，受教育5年材料與方法●選用36對由雙字詞及非詞。所有詞均為名詞。具有很強的想象性如：馬路、火柴、肥皂；另一類為無意義的非詞如：殺電、尖八。●將36對詞組分為六組，每組均包括三個常用詞組和三個無意義詞組，并在每組詞組之間用“+”間隔。

57醫(yī)學(xué)資料材料與方法●選用36對由雙字詞及非詞。所有詞均為名詞。57醫(yī)材料與方法●對照組任務(wù)為“+”，顯示時間為30秒，被試僅觀看注視點?！耧@示模式為：“+”30秒，6個詞組30秒，每個詞組顯示5秒；“+”30秒，6個詞組30秒……，共6次采樣?！穹謩e行患者治療前后、對照，共3次掃描。58醫(yī)學(xué)資料材料與方法●對照組任務(wù)為“+”，顯示時間為30秒，58醫(yī)學(xué)資

結(jié)果59醫(yī)學(xué)資料結(jié)果59醫(yī)學(xué)資料

結(jié)果60醫(yī)學(xué)資料結(jié)果60醫(yī)學(xué)資料

結(jié)果治療前61醫(yī)學(xué)資料結(jié)果治療前61醫(yī)學(xué)資料

結(jié)果治療后62醫(yī)學(xué)資料結(jié)果治療后62醫(yī)學(xué)資料

右側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

討論治療后治療前額中回(BA9/10)額中回(BA9/10)63醫(yī)學(xué)資料右側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

右側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

討論治療后治療前顳中回顳中回額中回額中回64醫(yī)學(xué)資料右側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

右側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

討論治療后治療前病灶周圍病灶周圍額中回額中回65醫(yī)學(xué)資料右側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

右側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

討論治療前語言功能障礙右側(cè)半球語言功能活躍治療后語言功能恢復(fù)右側(cè)半球語言功能減弱66醫(yī)學(xué)資料右側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

左側(cè)半球在語言功能損害和恢復(fù)中的作用：

討論治療前治療后額中回額下回額中回額下回67醫(yī)學(xué)資料