Radiologyha.com

تصويربرداري فانكشنال fMRI

تصويربرداري فانكشنال يك تكنيك تصويربرداري سريع ام ار اي است كـه تـصاويري از مغـز در حـين فعاليـت يـا تحريك و در حين استراحت به دست ميآورد. سپس اين دو مجموعه از تصاوير تفريق ميشوند، تصوير حاصله نشاندهنـده فعاليـت عملكرد مغز در نتيجه جريان خون افزايش يافته در كورتكس فعال شـده اسـت. در اولـين روزهـاي ايـن تكنيـك، مشاهده جريان خون با استفاده از مواد كنتراست حاصل ميشد. اخيرا، خون به عنوان يك كنتراست داخلي استفاده ميشود.

خصوصيات مغناطيسي خون در شناخت اين تكنيك اهميت دارد. هموگلوبين مولكولي است كه حاوي آهن است و اكسيژن را در سيستم عروقي حمل ميكند چون اكسيژن مستقيما با آهن پيوند ميشود. هنگامي كه اكـسيژن پيونـد مـيشـود (اكـسي هموگلـوبين(، خصوصيات مغناطيسي آهن تا حد زيادي سركوب ميشود اما وقتي اكسيژن پيوند نيست (دياكسي هموگلوبين) مولكول مغناطيسيتر ميشود. بنابراين اكسي هموگلوبين ديامنيتيك است و دياكسي هموگلوبين پارامنيتيـك اسـت. دياكـسي هموگلـوبين پارامنيتيـك در پيرامون خودش يك ميدان مغناطيسي ناهمگن توليد ميكند. اين ميدان مغناطيسي ناهمگن كاستي T2*را افزايش مـيدهـد و سـيگنال ناحية حاوي دياكسي هموگلوبين را كاهش ميدهد.

در حالت استراحت، بافت از كسري از خون جاري در مويرگها استفاده ميكند، به طوري كه خون وريدي حاوي مخلوط تقريبـا يكساني از اكسي هموگلوبين و دياكسي هموگلوبين است. اما در حين ورزش، وقتي متابلويسم افزايش مييابد، اكسيژن بيشتري مورد نياز است و از اينرو اكسيژن بيشتري از مويرگ خارج ميشود. در بافت عضله غلظت اكسي هموگلوبين مي تواند بسيار پـايين تـر از سيستم وريدي باشد. اما مغز به غلظت پايين اكسي هموگلوبين بسيار حساس است و بنابراين سيستم عروقي مغزي جريـان خـون بـه ناحيه فعال شده را افزايش ميدهد. اكسيژناسيون خون در حين فعاليت مغز افزايش مييابد و مكانهاي خاصي از كورتكس مغـزي در حين وظايف خاص فعال ميشود. براي مثال، ديدن كورتكس بينايي، شنيدن كورتكس شنوايي و حركت انگشت كورتكس حركتـي را فعال ميكند، و غيره. وظايف پيچيدهتر، مانند انگارههاي تودر تو، و ديگر وظايف برانگيزنده تفكر، كورتكسهاي ديگر مغز را تحريك ميكند.

مهمترين اثر فيزيولوژيك كه تغييرات شدت سيگنال ام ار اي را بين تحريك و اسـتراحت توليـد مـيكنـد اثـر وابـستگي بـه سـطح اكـسيژناسيون خـون يـا

ناميـده مـيشـود.

تـصويربرداري BOLD

تفاوتهاي قابليت پذيرش مغناطيسي اكسي هموگلوبين و دياكسي هموگلوبين را در نتيجه افزايش جريان خون مغزي و عدم افزايش يا افزايش اندك مصرف موضعي اكسيژن كه در حين تحريك رخ ميدهد بررسي ميكند. چون دياكسي هموگلوبين پارامنيتيك است،

عروقي كه حاوي مقدار قابل ملاحظهاي از اين مولكول هستند سبب ناهمگنيهاي موضعي ميدان ميشوند كه دفازينگ و بنابراين افت سيگنال را در پي دارند. در حين فعاليت، جريان خون به كورتكس افزايش مييابد و سبب افت دياكسي هموگلوبين ميگردد، كـه بـه كاهش دفازينگ و افزايش متناظري در شدت سيگنال منجر ميشود. اين آثار عمر بسيار كوتاهي دارند و بنابراين به دنبالـههـاي بـسيار سريع نظير يا گراديان اكوي سريع نياز است. براي بررسي آثار تصاوير معمـولا بـا هـاي بلنـد ( ميلي ثانيه 70-40 ) دستيابي ميشوند در حالي كه وظايف به صورت روشن و خاموش تعريف ميشوند. سپس تـصاوير »خـاموش« از تـصاوير »روشـن« تفريق ميشود و يك آناليز آماري پيشرفته تر انجام ميگيـرد. نـواحي اي كـه بـالاتر از چنـد سـطح آسـتانه فعـال بودنـد روي تـصاوير آناتوميك قرار داده ميشود (شكل پايين .( اين نواحي اي است كه بازتاب فعاليت مغز است. با تـصاوير را مـيتـوان در زمـان بسيار كوتاهي جمع آوري كرد و بنابراين، در اصل، تفكيك زماني بالا امكانپذير است. اما، تفكيك زماني بـا يـك پاسـخ هموديناميـك ذاتي محو و به يك متناهي محدود ميشود