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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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功能磁共振成像技术在神经心理疾病研究中的应用
Ogawa等[1]于1990年首次在活体大鼠显示了血氧浓度对脑血管显影的影响,奠定了功能磁共振成像(fMRI)的实验基础.1991年Kwong小组[2]和Ogawa小组[3]分别在美国哈佛大学麻省总医院和明尼苏达大学独立完成了世界上第一批人脑fMRI实验,从而揭开了脑功能研究历史的崭新一页.该项技术以脱氧血红蛋白为内源性对比剂,是一种完全不需要放射性核素和其他对比剂的非侵入性体层扫描成像技术,并具有较高的空间分辨力和可在同一个体反复测量的特点,从而大大提高了定位的准确性.
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全脑3D动脉自旋标记成像在脑肿瘤中的临床应用
动脉自旋标记磁共振成像(arterial spin-labeling magnetic resonance imaging,ASL)是近年来发展迅速的无创磁共振成像(MRI)脑灌注成像,它利用血液中水分子作为内源性对比剂,能够完全无损测量脑血流量,与临床应用广泛的正电子发射断层扫描(PET)、CT灌注成像、MRI动态磁敏感增强成像(dynamic susceptibility contrast-enhanced,DSC-MRI)相比,是为安全的成像方式。传统的ASL序列成像信噪比较低,速度较慢,扫描层面有限,应用范围局限。目前,新一代ASL序列扫描速度快、可重复性强,达到全脑成像,非常适合临床用以了解、监测脑组织血流灌注情况。已有证据表明,ASL可用于脑肿瘤灌注的评估和作为DSC-MRI的替代[1-3]。本研究旨在探讨3DASL在脑肿瘤中的成像特点及临床意义。
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肾脏的功能磁共振成像研究
肾脏在维持血压、人体内环境平衡方面有重要的作用,许多全身性疾病在肾脏都会有相应的表现,如高血压、糖尿病、急慢性心功能不全及各种原因所致的急慢性肾功能不全.传统的生化检查作为反映肾功能的指标,对肾功能的变化不敏感,反映的是双侧肾功能的改变;病理活检禁忌证多、取材范围局限;核素肾功能检查对肾脏的形态改变显示不佳,功能磁共振检查在无需引入内源性对比剂的情况下,可以通过反映肾脏氢质子的弥散、组织的氧含量、磁敏感性等变化反映肾脏的解剖结构、形态学及生理变化.近年来动物和人体试验表明,肾脏的病理生理改变在功能磁共振成像上的显示,对疾病的早期诊断、发展、指导治疗及判断预后、预防方面都有较高的价值.本文对各种功能磁共振的原理、初步应用及其局限性作一综述.