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血氧水平依赖功能磁共振成像的展望

2023.1.16
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xujinping

致力于为分析测试行业奉献终身

  MRI的引入已经成为神经科学研究领域一个不可缺少的研究工具, 但是它也存在一些缺陷, 比如它的精确性还没有被完全阐明, 尤其是它的空间特异性, 因为大的静脉能产生BOLD响应, 而这些静脉远离神经活动的部位。研究表明,fMRI受大血管作用的控制, 这些大血管在血管图像中能够很容易地看出来。大血管的作用和流入效应有关, 而这两种作用都不是我们所想要的。因为大血管离神经元活动的部位有一定的距离(约 1 cm) ;另外, 它会产生伪迹波动, 妨碍与神经活动相关的信号变化的监测。在许多情况下, 这些伪迹波动与神经元活动引起的强度变化相当或更大, 神经元活动引起的强度变化也在百分之几的范围。由于无法监测小的变化, 将不能准确确定与神经元活动相关的血液动力的真正空间范围和位置。除此之外, 被试的运动和生理噪声也会造成 fMRI 数据波动。近年来 fMRI 新的进展主要为以下几方面:①向高场移动: BOLD 响应与磁场强度是紧密相关的, 并且这种相关性是很复杂的。随着磁场强度的增加, MR 图像本身的信噪比会增加, 而且 fMRI 的敏感性也随之增加。最重要的是, 随着信噪比的增加, 不仅能检测到更加强的信号的变化, 而且 fMRI的可靠性和重复性也增强; ②fMRI 信号的早期衰减: 血液动力学反应可能在空间上比实际的神经元活动部位大, 因此可能影响到fMRI的空间特异性。大多数的 fMRI 研究都是基于对延迟反应的测定,所以这些研究可能在空间特异性或空间分辨率上受到固有的限制。一个更加有效的选择可能是测定初始去氧血红蛋白浓度的增加, 表现为 fMRI 信号的降低;③事件相关fMRI: 传统的fMRI研究采用的是区组设计, 该设计可以看作是一个稳态反应, 这种研究得到的图像是对参与特定任务脑区的一个平均观察。事件相关的 fMRI 通过增加一个维度—时间, 打开了探测神经元事件的通道; ④fMRI和电生理的结合:fMRI具有高的空间分辨率的特点, 但与电生理方法(EEG、MEG)比较,fMRI时间分辨率比较低。因此如果将fMRI和电生理方法结合起来,可获得较高的空间分辨率和时间分辨率。

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