تابعی تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (fMRI) یک روش تصویربرداری با تشدید مغناطیسی است که برای تصویربرداری از تغییرات فیزیولوژیکی بدن استفاده می شود. این بر اساس اصول فیزیکی تشدید مغناطیسی هسته ای است. در معنای محدودتر ، این اصطلاح در رابطه با بررسی فعال شده به کار می رود مغز مناطق.
تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی چیست؟
MRI کلاسیک تصاویر ساکن اندام ها و بافت های مربوطه را نشان می دهد ، در حالی که fMRI تولید فعالیت را در سلول تولید می کند مغز از طریق تصاویر سه بعدی در حین انجام فعالیتهای خاص. بر اساس تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) ، فیزیکدان کنت کوانگ تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) را برای تغییرات تصویربرداری در فعالیت در موارد مختلف ایجاد کرد مغز مناطق. این روش معیارهای تغییرات در مغز خون جریانی که با تغییرات فعالیت در مناطق مغزی مربوطه از طریق اتصال عصبی عروقی همراه است. این روش از محیط شیمیایی مختلف اندازه گیری شده بهره می برد هیدروژن هسته در هموگلوبین of اکسیژنتخلیه و اکسیژن می شود خون. اکسیژن دار هموگلوبین (اکسی هموگلوبین) دیامغناطیسی است ، در حالی که اکسیژنهموگلوبین آزاد (deoxyhemoglobin) دارای خواص پارامغناطیس است. تفاوت در خواص مغناطیسی از خون همچنین به عنوان شناخته می شوند جوش اثر (اثر وابسته به سطح اکسیژناسیون خون). فرایندهای عملکردی در مغز به صورت مجموعه تصاویر مقطعی ثبت می شوند. به این ترتیب می توان با استفاده از کارهای خاصی که روی افراد آزمایش شده انجام می شود ، تغییرات فعالیت در مناطق مغزی منفرد را بررسی کرد. این روش در ابتدا برای تحقیقات اساسی برای مقایسه الگوهای فعالیت در افراد سالم کنترل با فعالیت های مغزی افراد مبتلا به اختلالات روانی استفاده می شود. با این حال ، به معنای گسترده تر ، اصطلاح عملکردی است تصویربرداری رزونانس مغناطیسی هنوز شامل تصویربرداری تشدید مغناطیسی حرکتی است ، که نمایشی متحرک از اندام های مختلف را توصیف می کند.
عملکرد ، اثر و اهداف
تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی توسعه بعدی تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) است. MRI کلاسیک تصاویر ساکن ارگان ها و بافت های مربوطه را نشان می دهد ، در حالی که fMRI تغییرات فعالیت در مغز را از طریق تصاویر سه بعدی در حین انجام فعالیت های خاص منعکس می کند. بنابراین با کمک این روش غیرتهاجمی می توان مغز را در شرایط مختلف مشاهده کرد. همانند MRI کلاسیک ، اساس فیزیکی اندازه گیری در ابتدا بر اساس تشدید مغناطیسی هسته ای است. در اینجا ، چرخش پروتون های هموگلوبین با استفاده از یک میدان مغناطیسی استاتیک به صورت طولی تراز می شوند. یک میدان متناوب با فرکانس بالا که به طور عرضی در این جهت مغناطیسی اعمال می شود ، انحراف عرضی مغناطش را به میدان استاتیک تا رسیدن به تشدید (فرکانس Lamor) تضمین می کند. اگر میدان فرکانس بالا خاموش باشد ، در اتلاف انرژی زمان مشخصی طول می کشد تا دوباره مغناطش در امتداد میدان استاتیک تراز شود. این تمدد اعصاب زمان اندازه گیری می شود. در fMRI ، از شرایط مختلف مغناطیس زدایی از deoxyhemoglobin و oxyhemoglobin استفاده می شود. این منجر به خوانش های مختلف برای دو شکل به دلیل تأثیر می شود اکسیژن. با این حال ، از آنجا که نسبت اکسی هموگلوبین به دئوکسی هموگلوبین در طی فرآیندهای فیزیولوژیکی مغز به طور مداوم در حال تغییر است ، ضبط های سریالی به عنوان بخشی از fMRI انجام می شود که تغییرات را در هر مقطع زمانی ثبت می کند. بنابراین ، در یک پنجره زمانی چند ثانیه ای ، می توان فعالیت عصبی را با دقت میلی متر تجسم کرد. به طور تجربی ، محل فعالیت نورونی با اندازه گیری سیگنال تشدید مغناطیسی در دو نقطه زمانی مختلف تعیین می شود. ابتدا اندازه گیری در حالت استراحت و سپس در حالت برانگیخته انجام می شود. سپس ، مقایسه ضبط شده ها در یک روش آزمون آماری انجام می شود و تفاوت های آماری معنی دار از نظر مکانی تعیین می شود. برای اهداف تجربی ، محرک می تواند چندین بار به موضوع ارائه شود. این معمولاً به معنای تکرار مکرر یک کار است. تفاوت حاصل از مقایسه داده های مرحله محرک با نتایج اندازه گیری از مرحله استراحت محاسبه شده و سپس به صورت تصویری نمایش داده می شود. با استفاده از این روش ، مشخص شد که کدام مناطق از مغز در طی کدام فعالیت فعال هستند. بعلاوه ، می توان تفاوت مناطق خاصی از مغز را در اختلالات روانشناختی نسبت به مغز سالم تعیین کرد. علاوه بر تحقیقات اساسی ، که یافته های مهمی را برای تشخیص اختلالات روانشناختی ارائه می دهد ، این روش به طور مستقیم در عمل بالینی نیز استفاده می شود. اصلی ترین کاربرد بالینی fMRI ، محلی سازی مناطق مربوط به زبان در مغز در آماده سازی عملیات برای آن است تومورهای مغزی. هدف این است که اطمینان حاصل شود که این ناحیه در طی جراحی تا حد زیادی در امان است. سایر کاربردهای بالینی تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی مربوط به ارزیابی بیماران مبتلا به اختلالات هوشیاری ، مانند اغماء، کما از خواب بیدار یا MCS (حالت حداقل هوشیار).
خطرات ، عوارض جانبی و خطرات
با وجود موفقیت چشمگیر در تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی ، این روش را باید از نظر روش انتقادی نیز مشاهده کرد اعتبار. ارتباط معنی داری بین فعالیت های خاص و فعال سازی مناطق مربوطه مغز ایجاد می شود. اهمیت برخی مناطق مغزی برای اختلالات روانشناختی نیز روشن تر شده است. با این حال ، فقط تغییرات در بار اکسیژن هموگلوبین در اینجا اندازه گیری می شود. از آنجا که این فرایندها می توانند در مناطق خاصی از مغز قرار بگیرند ، فرض بر این است که این مناطق مغزی نیز به دلیل اتصال عصبی عروقی فعال می شوند. بنابراین ، مغز را نمی توان مستقیماً تفکر مشاهده کرد. باید توجه داشت که تغییر در جریان خون تنها پس از یک دوره تأخیر چند ثانیه ای پس از فعالیت عصبی رخ می دهد. بنابراین ، نقشه برداری مستقیم گاهی اوقات دشوار می شود. با این حال ، یک مزیت برای fMRI در مقایسه با سایر روشهای بررسی عصبی غیر تهاجمی ، مکان یابی فضایی بسیار بهتر فعالیتهاست. با این حال ، وضوح زمانی بسیار پایین تر است. تعیین غیرمستقیم فعالیت های عصبی با اندازه گیری جریان خون و اکسیژناسیون هموگلوبین نیز باعث ایجاد عدم اطمینان می شود. بنابراین ، تأخیری بیش از چهار ثانیه فرض می شود. اینکه آیا می توان فعالیت های عصبی قابل اطمینان را برای محرک های کوتاه مدت فرض کرد ، باید بررسی شود. با این حال ، هنوز هم محدودیت های فنی برای استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی وجود دارد ، که تا حدی بر این واقعیت استوار است که جوش اثر نه تنها توسط خون تولید می شود عروق بلکه توسط بافت سلولی مجاور عروق نیز وجود دارد.
