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磁共振功能成像(fMRI)是磁共振成像中
迅速发展的领域
fMRI包括:弥散加权像(DWI)
灌注成像(PI)
包括外源性和内源性灌注成像
血氧水平依赖法(BOLD)为内源性PI
磁共振波谱分析(MRS)
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血氧水平依赖法(BOLD)成像是fMRI常用的方法,可用于无创性地检测脑功能变化情况,其信号具有较高的敏感性和空间特异性
最早的人脑BOLD成像是在1992年使用视觉刺激(Kwong,Ogawa)和运动任务(Bandettini)而实现的
由于神经元兴奋区血液动力学及代谢的特点,可导致其静脉血中相对的氧合血红蛋白增加及去氧血红蛋白减少
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动脉血(氧合血红蛋白)
毛细血管
静脉血(去氧血红蛋白+氧合血红蛋白)
神经元兴奋区静脉血中氧合血红蛋白含量高于非兴奋
区静脉血中氧合血红蛋白含量,在T2*图像中信号较
高(2-3%)
BOLD基本原理
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BOLD扫描技术
梯度回波和自旋回波
回波平面成像(EPI)
SE-EPI(信噪比好,适于高场机)
GRE-EPI(敏感但伪影重)
螺旋扫描技术
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BOLD的分辨率
BOLD的空间分辨率通常可达到3~5mm,优于其他非创伤性检测方法,如PET等
BOLD的时间分辨率也较高,但不如EEG等,它受到许多因素的影响,如神经元-血流动力学之间的结合情况、脑活动的复杂程度等
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生理性噪声
BOLD图像的信号通常很微弱(中央前、后回等信号较强的区域一般也在4%以下,细微的兴奋区信号变化通常小于1%)
在其他条件(设备硬件、脉冲序列、制动装置等)稳定的情况下,生理性噪声为主要的噪声源
生理性噪声包括呼吸、心跳、脑脊液搏动、眼球运动等引起的噪声
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图示正常人平静躺在磁体(,TR=200ms,TE=26ms)
内时脑部信号曲线,可见呼吸和心跳的噪声
呼吸噪声()
心跳噪声()
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生理性噪声的修正方法
Navigator(导航)echocorrectionmethods
Non-navigator(非导航)echocorrectionmethods
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BOLD技术的实现
被试的准备和训练
刺激的施加(视觉、听觉、嗅觉、体感觉、痛觉、运动等)
记录反应
安全性
机器噪声的防护
神经肌肉刺激
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