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脑血氧水平依赖性MR功能成像原理及其在神经外科中手术的应用研究
1 研究背景磁共振成像是继CT后利用形态学诊断疾病的一项新技术,从20世纪70 年代末应用于临床医学诊断以来发展异常迅速,进入20世纪 90年代后,脑功能磁共振成像 (fMRI)开始出现:1900年美国贝尔实验室学者Ogawa发现血液中的脱氧血红蛋白可改变血管周围水分子的质子信号,该信号可以通过梯度回波序列检测出来,从而产生血氧水平依赖 (blood oxygenation level- depe ndent,BOLD)增强效应,对大鼠吸入气体及注射胰岛素后体内的生理变化进行观察并对BOLD 现象作了详细观察,研究表明O2绝对含量增加,信号强度增加,外源性刺激通过特定手段可显示短暂血氧含量变化的信息[1].
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动态增强MRI在前列腺癌中的应用及进展
前列腺疾病是男性的常见病和多发病,近年来前列腺癌(prostate cancer)在我国的发病率逐年上升[1],已成为危害我国老年男性生命健康的重要疾病.随着MR应用研究和计算机后处理技术的不断发展,MR功能成像在前列腺癌的诊断及治疗后疗效的评估中开辟了新的领域,包括MR扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)、动态对比增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)、MR波谱成像(MR spectroscopy,MRS)、血氧水平依赖性成像(blood oxygen level dependent imaging,BOLD)和MR灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)等技术.
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功能性磁共振成像在精神科的应用
近年来，随着分子遗传学、生物化学、精神药理学及影像学等的迅速发展，脑神经科学的研究已深入到细胞、分子、递质、回路及系统等不同层次。其中功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）就是90年代以来影像学的一项新发展，它是在进行神经心理测试的同时，对脑组织进行功能显像。fMRI标志着临床磁共振诊断从单一形态学研究，到形态与功能相结合的系统研究。 一、fMRI的历史背景及原理 Ogawa等［1］于1990年发现，血液中的脱氧血红蛋白可改变血管周围水分子的质子信号，这种信号可通过梯度回波序列（a gradient echo pulse sequence,GRE）检测出来，从而产生血氧水平依赖（blood oxygenation level dependent，BOLD）增强效应。研究表明，BOLD增强依赖于内源性氧增强剂，同时外源性刺激可通过特定手段，显示短暂血氧含量变化的信息，为fMRI成像奠定了生物学基础。1991年美国麻省总医院Belliveau等［2］开创了fMRI的先例。 fMRI的研究范围较广，其中包括：（1）血氧水平依赖性测量（BOLD）成像；（2）弥散加权成像（diffusion-weighted MRI，DWI）、灌注成像（perfusion MRI）；（3）磁共振波谱分析。在精神科应用广的是BOLD。 BOLD是一种快速、无创伤的检测技术，不需暴露于放射活性物质环境中；是以氧合血红蛋白/脱氧血红蛋白作内源性对比剂，具有较好的空间分辨率（2～3 mm）及时间分辨率（1 s以内，快速成像时间为30～100 ms），一般使用GRE序列和回波平面成像序列［3］（echo-planar imaging，EPI）。BOLD的基本原理是，以脱氧血红蛋白的磁敏感效应为基础，当局部脑皮质在经特定的任务刺激（如感觉、运动、神经心理测试等）后，其代谢率增加，血管扩张，血流量明显增加，即氧合血红蛋白增加；而局部氧耗量却增加不明显，即局部脱氧血红蛋白含量相对较低，从而引起相应大脑组织区域的信号增加［3］。BOLD成像的基本过程是，通过外在的、有规律的任务与静息两种状态的交互刺激，经转换获得一系列动态原始图像，通过设定阈值，使两种状态下的原始图像进行匹配减影，用交叉相关技术重建功能激发图像。
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亚麻醉剂量氯胺酮对机械性刺激作用脑区的影响
目的 观察100 ng/ml氯胺酮对机械性刺激作用脑区的影响.方法 以13名健康男性志愿者为研究对象,靶控输注氯胺酮0、100 ng/ml,测定受试者在300 g弗莱探针(vFFs)机械性刺激的视觉模拟法评分,预试验后1周行功能核磁共振(fMRI)研究.扫描序列为:结构像+功能扫描(20 s on + 20 s off)×6次的vFFs机械性刺激300 g vFFs;靶控输注氯胺酮100 ng/ml;重复vFFs机械性刺激300 g vFFs.采用SPM2、Metlab 7.01软件进行fMRI图像分析.结果 与清醒比较,100 ng/ml氯胺酮在疼痛刺激时抑制的脑区有小脑后叶以及胼胝体,激活双侧扣带回、对侧额中回、顶下小叶、枕叶、以及同侧小脑后叶.结论 100 ng/ml氯胺酮作用于疼痛相关脑区,对相关脑区既有激活又有抑制作用,以激活为主.
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BOLD-fMRI立体定向皮质运动功能区肿瘤切除术
血氧水平依赖性功能磁共振成像(blood oxygenation lev-el dependent-functional magnetic resonance imaging, BOLD-fMRI)是近年来用于中枢神经系统疾病诊断与治疗的新型无创性技术,较为准确地提供了人脑皮质运动功能区信息.
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脑肿瘤功能磁共振成像研究与应用
功能磁共振成像(fMRI)主要包括扩散加权成像(DWI)、扩散张量成像(DTI)、灌注成像(PWI)、血氧水平依赖性功能磁共振成像(BOLD-fMRI)以及磁共振波谱(MRS)分析.fMRI能够无创性地对脑功能区进行较为准确的定位,提供神经细胞损伤程度、脑组织局部动态血流灌注和病变组织生化代谢等方面的信息,对明确肿瘤与脑功能区之间的解剖关系以及进行定性诊断、了解浸润情况和判断预后等均具有重要参考价值.由于fMRI较好的可重复性和可操作性,已成为目前神经科学发展较为迅速的新技术,被广泛应用于神经外科研究的各个领域.
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磁共振功能成像在脑肿瘤中的应用研究
血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD-fMRI)技术的出现,为脑力科学的研究提供了新的方法,它可在脑机能活动的同时,获得解剖学、生理学及病理学信息,并具有无创性、高分辨力及不需注射对比剂的特点,因此其在脑部疾病中的研究受到人们的重视.综述了磁共振功能成像在脑瘤中的应用研究现状.
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语言的功能性磁共振成像研究进展
血氧水平依赖功能性磁共振成像(BOLD-fMRI)技术改变了传统对语言的研究方法,使人们对语言中枢的组成、分布及活动模式都有了更进一步的认识.综述了功能性磁共振成像在语言中的研究历史和现状.
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听觉的功能性磁共振成像研究
听觉中枢位于两侧颞叶,分为初级听觉中枢和次级听觉中枢.由于MR设备噪声的影响,曾使听觉的功能性磁共振成像研究受到一定限制.近来先进实验设计的出现使得对听觉中枢有了更深入的认识.综述了MR功能性成像在听觉中的研究历史和现状.
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脑血氧水平依赖性功能MR成像研究与进展
脑神经科学与MR成像技术的迅猛发展为临床MR诊断从单一形态学研究到形态与功能相结合的系统研究提供了可靠的保证,脑功能成像已成为世纪之交影像学深入探讨的热点课题之一.本文就fMRI的成像原理、技术、正常皮质中枢功能及在脑部疾病中的研究与进展作一综述.
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磁化率加权成像:一种对颅内血管疾病敏感的MRI技术
磁化率加权成像是采用梯度回波序列采集数据,经过特殊的数据处理和图像重建,形成对物质磁化率敏感的MR成像技术.除对颅内出血非常敏感外,对其他疾病的诊断也有一定价值.
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静息态脑功能磁共振在精神障碍中的研究进展
脑功能磁共振是应用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)测量脑神经元活动所致血流动力学的改变,以确定脑功能的反应区域.fMRI一般采用血氧水平依赖性(blood oxygen level dependent, BOLD)信号[1].由于其无创性的大优势,近十年来fMRI在精神疾病的研究中发挥越来越大的作用.目前大多数的fMRI研究通过执行任务或给予外在刺激得到脑功能的变化,对照静息状态以BOLD信号改变的形式反映在大脑的相应区域,称为任务态[2].1995年,Biswal等[3]先报道在无任何运动行为的情况下,大脑左侧躯体运动皮层的自发BOLD信号波动与右侧躯体运动皮层的自发信号波动相关.这个观察结果说明自发的BOLD信号活动并不是无意义的,由此引发了一系列非任务态,即静息态的脑功能磁共振的研究.
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国人英文语言活动区功能磁共振研究
目的利用BOLD功能磁共振,初步探索母语为中文者,说第二语言(L2)英文时大脑的语言相关功能区.方法对22名"晚双语"正常中国人,说英文句子状态下进行BOLD磁共振脑功能成像,探索其L2大脑活动皮层相关功能区.结果说英文时激活的脑区包括:左右侧运动区、左额下回、右额下回、左侧颞上回、岛叶及左右侧小脑.结论 BOLD功能磁共振可显示第二语言英文大脑活动相关皮层,是无创性研究人类语言的有力武器.
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磁共振脑功能活动成像的研究与展望
人脑的功能磁共振成像(functional MRI,fMRI)是90年代初磁共振成像技术的一项新发展.它不仅能清晰、准确地显示脑组织、解剖和病理改变,还能同时观察到脑皮层功能活动时的信息,可无创、实时地对大脑的功能活动进行成像.为临床诊断从单一形态学研究到形态与功能相结合的系统研究开辟了一条崭新的道路.它的出现引起了世人关注,受到了医学界和认知神经科学界的高度评价.本文就磁共振脑功能活动成像的概念、原理、成像技术与条件及临床应用的现状与前景作一综述.
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功能磁共振在原发性帕金森病及多系统萎缩诊断和鉴别诊断中的应用研究
原发性帕金森病（ Parkinson disease，PD）是指中脑黑质致密带含神经黑色素的神经细胞变性引起的一种慢性进行性神经系统变性疾病。主要表现为单侧肢体起病、运动迟缓、静止性震颤，肌肉强直及姿势反射障碍等锥体外系症状。隐匿起病，病程缓慢，多系统萎缩（ MSA）是一组原因不明，以神经系统多部位进行性萎缩变性为特征的综合征，临床表现也有复杂多变、症状不典型、病程缓慢等特点，临床上较难与原发性帕金森鉴别。而MRI及其功能磁共振在这鉴别诊断方面有一定的价值。MRI是无创性影像学技术，具有极佳的软组织对比度和较高的空间分辨率，在显示脑组织的形态学方面具有很大的优势。自从被引入到医学领域来，MRI迅速发展，为我们在研究PD的病理生理和协助临床诊断提供各种可能。中枢神经系统磁共振功能成像包括扩散加权成像（ DWI ）、扩散张量成像（ DTI ）、血氧水平依赖性成像（BOLD）、灌注加权成像（PWI）、磁共振频谱分析（MRS）、磁敏感加权成像（ SWI）等。这些技术的应用可以提供微观功能、代谢方面的信息，一定程度上能够进行量化分析，弥补了传统成像的不足。本研究应用DWI、DTI、MRS、SWI等对原发性帕金森与多系统萎缩进行诊断及鉴别。
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功能磁共振成像视网膜脑图技术的原理、方法及应用
功能磁共振成像视网膜脑图技术(functional magnetic resonance imaging retinotopic mapping,fMRI retinotopic mapping),主要采用血氧水平依赖性功能磁共振成像(blood oxygen level dependent fMRI,BOLD-fMRI)的方法,研究视网膜与视皮层之间的拓扑映射关系,对视皮层功能区进行划分,具有无创、精确的优点.在国外,该技术现已比较成熟,广泛应用于视觉生理及临床疾病的研究;但在国内,因其复杂原理和方法,至今仍鲜有深入报道.笔者就fMRI视网膜脑图技术的原理、方法和应用做一综述.
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弥漫性轴索损伤的磁共振成像新技术研究进展
弥漫性轴索损伤（diffuse axonal injury， DAI）是创伤性颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）中的一种特殊亚型，过去认为其是导致外伤患者严重致死致残或植物存活的主要原因［1］。但随着对其研究的深入，特别是超高场（3T）磁共振成像新技术包括结构成像技术［如磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging， SWI）、磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging， DTI）及纤维束示踪成像技术（fiber tractography， FT）］和功能成像技术［如磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）、血氧水平依赖性 blood-oxygen-level-dependent，BOLD）功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging， fMRI ）及动脉自旋标记（ arterial spin labeling， ASL）灌注成像］的进步和应用，提高了CT及常规MRI检查显示微小病灶和微结构损伤的检出率，可以发现传统成像技术难以显示的功能改变；不仅提高了对DAI疾病的诊断率（特别是增加轻中度 DAI 患者的检出），而且很大程度上改善了对DAI患者病理生理机制的认识。现笔者就较常见的此几种磁共振成像新技术在DAI的研究进展和应用进行综述。
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屏气功能磁共振评价脑血管反应性的研究进展
脑血管反应性（cerebrovascular reactivity， CVR）是指脑血管在各种血管影响因素的作用下发生收缩或舒张的能力，可有效反映侧支循环状态及脑血管调节能力。 CVR 下降提示脑血管代偿能力受损，存在脑血管异常的病理状态，因此检测 CVR 能更好地预防、诊断、治疗脑肿瘤、缺血性脑卒中、脑血管畸形等相关疾病，并评价它们的预后。以往常用核医学成像（PET、SPECT）研究 CVR，但存在设备昂贵、放射辐射等缺点［1］。近年来，随着高场强磁共振（mag-netic resonance imaging ， MRI ）的应用推广，在屏气状态下，利用血氧水平依赖性功能磁共振成像（blood oxygenation level dependent functional magnetic resonance imaging ， BOLD-fMRI ）检测CVR ，由于技术简单易行、结果稳定可靠等优势而逐渐受到重视，成为目前临床研究的热点［2］。
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中文语言活动区功能磁共振研究
目的利用BOLD功能磁共振,初步探索国人说汉语时大脑语言相关功能区.方法对22名正常中国人,说中文句子状态下进行BOLD磁共振脑功能成像,探索其大脑语言活动皮层相关功能区.结果说中文时激活的脑区包括:两侧运动区,左右侧额下回,左右侧颞上回,左侧岛叶及左右侧小脑半球.结论 BOLD功能磁共振可显示中文大脑活动相关皮层,是无创性研究人类语言的有力武器.
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肿瘤血氧水平依赖性磁共振成像的研究进展
乏氧是肿瘤生长及对治疗反应的一个重要生理参数.测定肿瘤乏氧程度无创方法的发展和应用可以提高肿瘤的治疗策略.因此,测量肿瘤氧合情况的无创技术将在临床和基础研究中得到广泛应用.目前有多种反映氧合情况的成像方式,包括近红外成像、核医学技术、电子顺磁共振成像/光谱、动态核极化、19F-NMR技术和血氧水平依赖性磁共振成像技术(blood oxygen level-dependent MRI,BOLD MRI).本文将主要介绍BOLD MRI成像技术.
