当前课程知识点：Brain Science and Advanced Imaging Techniques > III. Functional MRI Data Processing > 2.Task fMRI Technique > 3.2.1
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大家好
我是来自西安交通大学第一附属医院
的临床医学博士徐辉
现在主要的研究方向是
轻度脑外伤患者的前额叶纹状体
神经环路的功能结构异常
采取的主要研究手段是
任务态功能性磁共振技术
非常高兴在这里给大家介绍
任务态功能性磁共振技术这种研究手段
讲到任务态功能性磁共振技术
我们不得不提到医学影像
众所周知 影像医学的检查
在现代医学诊断中扮演着非常重要的角色
超声 PAD MEG CTMI以及光成像技术等
无创性的观察器官的解剖结构和功能状态
其中磁共振成像技术也叫做MRI技术
是一种非常有效的研究人脑的非侵害性途径
它相对于传统医学的成像技术
具有非常大的优势
包括多参数的成像方式
生物组织成像高度对比
对生物体能代谢的测量以及无窗安全成像
磁共振图像含有丰富的化学和生物信息
可以达到分子生物学和组织学水平
它的原理是先利用射频脉冲
激活处于磁场中的原子核
再利用原子核持续时释放的能量成像
说起磁共振技术
在与人体有关的各项研究的应用中
我们要回溯到1978年
在那一年我们人类获得了
第1批人体头部的MRI图像
此后随着功能磁共振的出现
磁共振成像技术越来越多地应用于
临床医学 神经科学 认知科学等研方面的研究
磁共振技术现在是脑科学研究中一种
非常重要的无创性的测查工具
可以对人类大脑进行重复的测量
在对于大脑认知功能的研究 病理研究
和临床诊断中起着越来越重要的作用
那么这种技术为何能够在我们研究领域中
发挥着如此巨大的作用
其实一开始
磁共振技术在医学等领域
仅仅起到提供辅助判据的作用
并未得到广泛的应用
但是随着生物医学
以及脑认知神经科学的发展
核磁共振技术广泛的运用
大脑认知神经的研究
利用磁共振造影剂来测量
神经元活动所引发的血液动力的改变
而谈到推动发展的主要因素
不得不提到BOLD效应的发现
BOLD效应是指血氧饱和度依赖的对比
fMRI是低神经元功能活动对
局部耗氧量和脑血流量程度的不同
所导致的局部磁场变化的原理
血红蛋白包括含氧红蛋白和缺氧红蛋白
两种血红蛋白 对磁场有着完全不同的影响
早期的fMRI就是单纯的利用
这种神经元活动的血流增强效应
利用注射磁造影剂的方法来实现的
后来随着成像技术的发展
才形成了BOLD信号成像技术
随之带来了磁共振技术在各个领域的广泛应用
对于该项技术在大脑功能区定位的方面的研究
最早是在1991年应用初级视觉平层的定位
从而为fMRI在人脑功能区定位方面
的研究开创了一个先河
它是以血氧水平相关的BOLD效应
为其原理基础
探测脑在不同条件及不同区域下
与神经元活动相关的生理变化
从而实现了我们人类长久以来
无损伤具体观察活体大脑功能的梦想
脑功能的定位研究是
利用功能磁共振技术
进行脑研究的重要内容之一
其目的就是从功能图像中
把受到刺激的活动的脑区标记出来
标记出的脑区图
再和同一层面的结构图进行一个叠加
从而形成了脑功能区的一个定位图
功能磁功能成像技术与传统的磁功能技术
有着截然的不同
它的不同是功能磁共振成像得到的是
我们人脑在执行某种任务
或者受到某种刺激时的功能的映射图
而不是人脑的一个解剖图像
并最终描述出人脑的功能网络连接
清晰的描述各个脑区
的一个具体的功能作用
功能磁共振成像突破了过去仅仅
从生理学或者病理生理学角度
对人脑实施研究和评价的一个状态
打开了从语言 记忆 认知等领域
对大脑进行探索的一个大门
功能性磁共振技术
根据测查时人脑是否需要进行特定的任务
可以分为静息态功能性磁共振
和任务态功能性磁共振两种
随着功能性磁共振技术
在医学影像以及认知神经科学中得到广泛的应用
静息态功能成像技术
尤其是在临床上达到广泛的应用
但是其存在一定的局限性
其测量的是人脑在清晰状态时
自发的一个神经元活动
功能性磁共振技术的另一种形式
任务态功能性磁共振技术的成像
则很好的解决了这一问题
任务态功能性磁共振成像是指
相对于静息态测量人脑
在面对外来物理刺激时
进行行为反应的神经元活动
相对于静息态功能性磁功能成像
任务态功能性磁共振技术
则是测量人脑在任务状态下
面对外来物理刺激时诱发的神经活动
能很好地刻画出人脑不同的脑功能区
正是由于这一优点
使得我们的任务态功能性磁共振技术
得到很好的推广
尤其是在临床诊断及手术上有着很好的前景
比如脑肿瘤的术前评价
通过对脑肿瘤病人进行
任务态功能性磁共振技术的测查
让我们的病人进行任务刺激反应
可以精确的定位出病人脑肿瘤附近
脑区的功能异常以及良好性制
对临床手术的制定以及最大程度的
减少术后功能损伤就有很大的帮助
在切除脑肿瘤治愈病人的同时
而最大程度的减少正常功能区的破坏
目前任务态功能性磁共振成像技术
包括组块设计的功能性磁共振成像
和事件相关的功能性磁共振成像
这两部分将在下一节给大家做具体介绍
今天主要给大家介绍了
功能性磁功能成像如何
由磁共振成像演变而来
及其理论基础应用以及分类
希望大家对此有个较好的理解
谢谢大家
-1. Brain Science and its Development
--1.1
-2. Good Tools are Prerequisite to the Successful Execution of A Job-Advanced MRI Techniques and its
--1.2
-3. Unity is Strength-Team Building and Cooperation
--1.3
-4.Research from clinical questions, and back to clinical application
--1.4
-1.Exploring Brownian Motion in Microscopic World-DWI
--2.1.1
--2.1.2
-2.Discerning the Big Picture from the Observation of Small Details- IVIM
--2.2.1
--2.2.2
-3.DTI Technology-Can You See the Nerve Fiber Tracts?
--2.3.1
--2.3.2
-4.Decoding Brain Metabolic Secrets by Fluctuating Spectral Lines-MRS
--2.4.1
--2.4.2
--2.4.3
-5.Lesion Recognition-Clinical Application of ASL
--2.5.1
--2.5.2
-6.Exploring the Secret of Microscopic World-Clinical Application of DCE-MRI
--2.6.1
--2.6.2
-7.Susceptibility Weighted Imaging (SWI)
--2.7.1
--2.7.2
--2.7.3
-1.Introduction to fMRI Data Processing
--3.1.1
--3.1.2
--3.1.3
-2.Task fMRI Technique
--3.2.1
--3.2.2
--3.2.3
-1.New Progress in MRI of Cranial Neurovascular Compression (NVC)
--4.1.1
--4.1.2
--4.1.3
-2.Accurate Imaging Localization of Brain Tumors
--4.2.1
--4.2.2
-3."Invisible Killer" of Female Health-New Discovery of Primary Dysmenorrhea fMRI Study
--4.3.1
--4.3.2
--4.3.3
-4.Imaging Manifestations of Neuronal Lesions in Parkinson's Disease
--4.4.1
--4.4.2
--4.4.3
-5.Application of MR Multimodal Imaging in Brain Injury of End-stage Renal Disease
--4.5.1
--4.5.2
-6.Modern Brain Imaging Techniques Encounters Acupuncture Therapy of Traditional Chinese Medicine
--4.6.1
--4.6.2
--4.6.3
-7.Application of MRI in Mild Brain Injury
--4.7.1
--4.7.2
--4.7.3