✖


Jump to content

Нейровизуализация

Эта статья о визуализации. Информацию о изображениях и создании карт см. в разделах «Картирование мозга» и «Описание картирования мозга» .
Нейровизуализация
Парасагиттальная МРТ головы у пациента с доброкачественной семейной макроцефалией
Цель Косвенно (прямо) образ структуры, функции/фармакологии нервной системы.

Нейровизуализация — это использование количественных (вычислительных) методов для изучения структуры и функции центральной нервной системы , разработанное как объективный способ научного изучения мозга здорового человека неинвазивным способом. Все чаще его также используют для количественных исследований заболеваний головного мозга и психических заболеваний. Нейровизуализация является междисциплинарной областью, включающей нейробиологию, информатику, психологию и статистику, и не является медицинской специальностью. Нейровизуализацию иногда путают с нейрорадиологией.

Нейрорадиология — это медицинская специальность, которая использует нестатистическую визуализацию мозга в клинических условиях и практикуется практикующими врачами-рентгенологами. Нейрорадиология в первую очередь фокусируется на распознавании поражений головного мозга, таких как сосудистые заболевания, инсульты, опухоли и воспалительные заболевания. В отличие от нейровизуализации нейрорадиология является качественной (основанной на субъективных впечатлениях и обширной клинической подготовке), но иногда использует базовые количественные методы. Методы функциональной визуализации мозга, такие как функциональная магнитно-резонансная томография ( фМРТ ), широко распространены в нейровизуализации, но редко используются в нейрорадиологии. Нейровизуализация делится на две большие категории:

История

[ редактировать ]
Основная статья: История нейровизуализации
Структурная магнитно-резонансная томография (структурная МРТ) головы от макушки до основания черепа.

Первая глава истории нейровизуализации восходит к итальянскому нейробиологу Анджело Моссо , который изобрел «баланс кровообращения человека», который мог неинвазивно измерять перераспределение крови во время эмоциональной и интеллектуальной деятельности. [ 1 ]

В 1918 году американский нейрохирург Уолтер Денди представил методику вентрикулографии. Рентгеновские изображения желудочковой системы головного мозга были получены путем введения фильтрованного воздуха непосредственно в один или оба боковых желудочка головного мозга. Денди также заметил, что воздух, введенный в субарахноидальное пространство посредством спинномозговой пункции, может проникать в желудочки головного мозга, а также обнажать отсеки спинномозговой жидкости вокруг основания мозга и над его поверхностью. Этот метод получил название пневмоэнцефалографии . [ нужна ссылка ]

В 1927 году Эгаш Мониш представил церебральную ангиографию , с помощью которой можно было с большой точностью визуализировать как нормальные, так и аномальные кровеносные сосуды внутри и вокруг мозга.

В начале 1970-х годов Аллан Маклеод Кормак и Годфри Ньюболд Хаунсфилд представили компьютерную аксиальную томографию (КТ или КТ-сканирование), и все более подробные анатомические изображения мозга стали доступны для диагностических и исследовательских целей. Кормак и Хаунсфилд получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине За свою работу 1979 года. Вскоре после появления CAT в начале 1980-х годов разработка радиолигандов позволила проводить однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) головного мозга.

Более или менее одновременно магнитно-резонансная томография (МРТ или МР-сканирование) была разработана исследователями, в том числе Питером Мэнсфилдом и Полом Лаутербуром , которые были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2003 году. В 1980-х годах произошел настоящий взрыв технических усовершенствований и диагностических приложений МРТ. Вскоре ученые узнали, что значительные изменения кровотока, измеренные с помощью ПЭТ, также можно отобразить с помощью МРТ правильного типа. функциональная магнитно-резонансная томография Появилась (фМРТ). с 1990-х годов фМРТ стала доминировать в области картирования мозга из-за ее низкой инвазивности, отсутствия радиационного воздействия и относительно широкой доступности.

В начале 2000-х годов область нейровизуализации достигла стадии, когда ограниченное практическое применение функциональной визуализации мозга стало возможным. Основная область применения — грубые формы интерфейса мозг-компьютер .

Мировой рекорд пространственного разрешения МРТ-изображения всего мозга составил объем (изображение) 100 микрометров, достигнутый в 2019 году. Получение образца заняло около 100 часов. [ 2 ] Пространственный мировой рекорд всего человеческого мозга любым методом был Рентгеновская томография, выполняемая в ESRF (Европейской установке синхротронного излучения), имела разрешение около 25 микрон и требовала около 22 часов. Это сканирование было частью атласа органов человека, в котором есть рентгеновские томографии других органов человеческого тела с таким же разрешением. [ 3 ] [ 4 ]

Важнейшая идея магнитно-резонансной томографии состоит в том, что вектор суммарной намагниченности можно перемещать, подвергая спиновую систему воздействию энергии с частотой, равной разнице энергий между спиновыми состояниями (например, с помощью радиочастотного импульса). Если в систему подается достаточно энергии, можно сделать чистый вектор намагниченности ортогональным вектору внешнего магнитного поля.

Показания

[ редактировать ]

Нейрорадиология часто следует за неврологическим обследованием , в ходе которого врач нашел повод для более глубокого обследования пациента, у которого есть или может быть неврологическое расстройство .

Общие клинические показания для нейровизуализации включают травму головы, симптомы, подобные инсульту, например: внезапную слабость/онемение одной половины тела, трудности при разговоре или ходьбе; судороги, внезапное начало сильной головной боли, внезапное изменение уровня сознания по неясным причинам.

Другим показанием для нейрорадиологии является под контролем стереотаксическая хирургия или радиохирургия КТ, МРТ и ПЭТ для лечения внутричерепных опухолей, артериовенозных мальформаций и других состояний, поддающихся хирургическому лечению. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

Одной из наиболее распространенных неврологических проблем, с которыми может столкнуться человек, является простой обморок . [ 8 ] [ 9 ] В случаях простого обморока , при котором в анамнезе пациента нет других неврологических симптомов, диагноз включает неврологическое обследование , но рутинная неврологическая визуализация не показана, поскольку вероятность обнаружения причины в центральной нервной системе крайне мала и маловероятна у пациента. получить пользу от процедуры. [ 9 ]

Нейрорадиология не показана пациентам со стабильными головными болями, у которых диагностирована мигрень. [ 10 ] Исследования показывают, что наличие мигрени не увеличивает риск внутричерепных заболеваний у пациента. [ 10 ] Диагноз мигрени, при котором отмечается отсутствие других проблем, таких как отек диска зрительного нерва , не указывает на необходимость рентгенологического исследования. [ 10 ] В ходе проведения тщательной диагностики врач должен рассмотреть вопрос о том, имеет ли головная боль иную причину, чем мигрень, и может ли потребоваться рентгенологическое исследование. [ 10 ] [ 11 ]

Методы визуализации мозга

[ редактировать ]

Компьютерная аксиальная томография

[ редактировать ]
Основная статья: КТ-головка

Компьютерная томография (КТ) или компьютерная аксиальная томография (КТ) использует серию рентгеновских снимков головы, сделанных с разных направлений. КТ-сканирование, обычно используемое для быстрого просмотра черепно-мозговых травм , использует компьютерную программу, которая выполняет численный интегральный расчет (обратное преобразование Радона ) на измеренной серии рентгеновских лучей, чтобы оценить, какая часть рентгеновского луча поглощается в небольшом объеме мозг. Обычно информация представлена ​​в виде срезов мозга. [ 12 ]

Магнитно-резонансная томография

[ редактировать ]
Основная статья: Магнитно-резонансная томография головного мозга
Сагиттальный срез МРТ по средней линии

Магнитно-резонансная томография (МРТ) использует магнитные поля и радиоволны для получения высококачественных двух- или трехмерных изображений структур мозга без использования ионизирующего излучения (рентгеновских лучей) или радиоактивных индикаторов.

Рекорд самого высокого пространственного разрешения целого неповрежденного мозга (вскрытие) составляет 100 микрон и установлен в Массачусетской больнице общего профиля. Данные были опубликованы в журнале Scientific Data 30 октября 2019 года. [ 13 ]

Позитронно-эмиссионная томография

[ редактировать ]

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и позитронно-эмиссионная томография головного мозга измеряют выбросы радиоактивно меченных метаболически активных химических веществ, которые были введены в кровоток. Данные о выбросах обрабатываются на компьютере для получения двух- или трехмерных изображений распределения химических веществ по всему мозгу. [ 14 ] : 57  Используемые радиоизотопы позитроны излучающие , , производятся с помощью циклотрона , и химические вещества помечаются этими радиоактивными атомами. Меченое соединение, называемое радиофармпрепаратом , вводится в кровоток и в конечном итоге попадает в мозг. Датчики ПЭТ-сканера обнаруживают радиоактивность по мере накопления соединения в различных областях мозга. Компьютер использует данные, собранные датчиками, для создания разноцветных двух- или трехмерных изображений, показывающих, как соединение действует в мозге. Особенно полезен широкий спектр лигандов , используемых для картирования различных аспектов активности нейромедиаторов, причем наиболее часто используемым индикатором ПЭТ является меченая форма глюкозы (см. Флудезоксиглюкоза (18F) (ФДГ)).

Наибольшим преимуществом ПЭТ-сканирования является то, что различные соединения могут показывать кровоток, а также кислорода и глюкозы метаболизм в тканях работающего мозга. Эти измерения отражают интенсивность мозговой активности в различных областях мозга и позволяют больше узнать о том, как работает мозг. ПЭТ-сканирование превосходило все другие методы метаболической визуализации с точки зрения разрешения и скорости выполнения (всего 30 секунд), когда они впервые стали доступны. Улучшенное разрешение позволило лучше изучить область мозга, активируемую конкретной задачей. Самый большой недостаток ПЭТ-сканирования заключается в том, что из-за быстрого распада радиоактивности оно ограничивается мониторингом коротких задач. [ 14 ] : 60  До того, как технология фМРТ появилась в сети, ПЭТ-сканирование было предпочтительным методом функциональной (в отличие от структурной) визуализации мозга, и оно продолжает вносить большой вклад в нейробиологию .

ПЭТ-сканирование также используется для диагностики заболеваний головного мозга, в первую очередь опухолей головного мозга, эпилепсии и заболеваний, повреждающих нейроны, вызывающих деменцию (например, болезнь Альцгеймера), которые вызывают серьезные изменения в метаболизме мозга, что, в свою очередь, вызывает легко обнаруживаемые изменения на ПЭТ-сканировании. . ПЭТ, вероятно, наиболее полезна на ранних стадиях некоторых деменций (классическими примерами являются болезнь Альцгеймера и болезнь Пика ), когда ранние повреждения слишком диффузны и слишком мало влияют на объем мозга и общую структуру, чтобы изменить КТ и стандартные изображения МРТ настолько, чтобы их можно было способны надежно отличить ее от «нормального» диапазона кортикальной атрофии, которая возникает с возрастом (у многих, но не у всех) людей и не вызывает клинической деменции.

ФДГ-ПЭТ-сканирование также часто используется для обследования пациентов с эпилепсией, у которых продолжаются приступы, несмотря на адекватное лечение. При фокальной эпилепсии, когда припадки начинаются в небольшой части мозга, а затем распространяются на другие области, это один из многих методов, используемых для определения области мозга, ответственной за начало приступа. Как правило, область мозга, где начинаются судороги, дисфункциональна, даже если у пациента нет судорог и поглощает меньше глюкозы, следовательно, меньше ФДГ по сравнению со здоровыми областями мозга. [ 15 ] Эта информация может помочь спланировать операцию по лечению эпилепсии в качестве лечения лекарственно-устойчивой эпилепсии.

Другие радиофармпрепараты также использовались для определения областей начала приступов, хотя они коммерчески недоступны для клинического использования. К ним относятся 11 С-флумазенил, 1 1 C-альфа-метил-L-триптофан, 11 С-метионин, 11 С-церфентанил. [ 15 ]

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография

[ редактировать ]

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) аналогична ПЭТ и использует гамма-лучи излучающие радиоизотопы, , и гамма-камеру для записи данных, которые компьютер использует для построения двух- или трехмерных изображений активных областей мозга. [ 16 ] ОФЭКТ основан на инъекции радиоактивного индикатора или «агента ОФЭКТ», который быстро поглощается мозгом, но не перераспределяется. Поглощение агента ОФЭКТ происходит почти на 100% в течение 30–60 секунд, что отражает мозговой кровоток (CBF) во время инъекции. Эти свойства ОФЭКТ делают его особенно подходящим для визуализации эпилепсии, которая обычно осложняется проблемами с движением пациента и различными типами приступов. ОФЭКТ обеспечивает «моментальный снимок» мозгового кровотока, поскольку снимки можно получить после прекращения припадка (при условии, что радиоактивный индикатор был введен во время припадка). Существенным ограничением ОФЭКТ является его низкое разрешение (около 1 см) по сравнению с МРТ. Сегодня широко используются аппараты ОФЭКТ с двойной детекторной головкой, хотя на рынке доступны аппараты с тройной детекторной головкой. Томографическая реконструкция (в основном используемая для функциональных «снимков» мозга) требует нескольких проекций с детекторных головок, которые вращаются вокруг человеческого черепа, поэтому некоторые исследователи разработали машины ОФЭКТ с 6 и 11 детекторными головками, чтобы сократить время визуализации и обеспечить более высокое разрешение. [ 17 ] [ 18 ]

Как и ПЭТ, ОФЭКТ также может использоваться для дифференциации различных видов болезненных процессов, вызывающих деменцию, и его все чаще используют с этой целью. ОФЭКТ-сканирование с использованием изофлупана, меченного I-123 (также называемое DaT-сканированием), полезно для дифференциации болезни Паркинсона от других причин тремора. [ 19 ]

ОФЭКТ-сканирование также используется для оценки лекарственно-устойчивой эпилепсии. Здесь используется Tc 99 меченый оксим гексаметилпропиленамина (Tc 99 HMPAO) или димер этилцистеината ( Tc 99 ECD) в качестве индикаторов. Радиофармпрепарат вводится в вену пациента, как только обнаруживается начало припадка, а сканирование проводится в течение нескольких часов после окончания припадка. Этот метод называется иктальной ОЭКТ и основан на увеличении CBF в областях начала приступа во время приступа. Интериктальная ОФЭКТ — это сканирование, выполняемое с использованием тех же индикаторов, но в то время, когда у пациента нет приступов. В период между приступами снижение CBF наблюдается в местах начала приступа и не так выражено, как увеличение кровотока во время приступа. [ 20 ]

Краниальное УЗИ

[ редактировать ]

Краниальное УЗИ обычно используется только у младенцев, чьи открытые роднички образуют акустические окна, позволяющие проводить ультразвуковое исследование головного мозга. Преимущества включают отсутствие ионизирующего излучения и возможность прикроватного сканирования, но отсутствие детализации мягких тканей означает, что при некоторых состояниях МРТ предпочтительнее.

[ 21 ]

Функциональная магнитно-резонансная томография

[ редактировать ]
Аксиальный срез МРТ на уровне базальных ганглиев , показывающий ЖИРНЫЕ изменения сигнала фМРТ, наложенные красным (увеличение) и синим (уменьшение) тонами.

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) и маркировка спина артерий (ASL) опираются на парамагнитные свойства насыщенного кислородом и дезоксигенированного гемоглобина , чтобы увидеть изображения изменения кровотока в мозге, связанного с нейронной активностью. Это позволяет генерировать изображения, отражающие, какие структуры мозга активируются (и как) во время выполнения различных задач или в состоянии покоя. Согласно гипотезе оксигенации, изменения в использовании кислорода в региональном мозговом кровотоке во время когнитивной или поведенческой активности могут быть связаны с региональными нейронами и напрямую связаны с выполняемыми когнитивными или поведенческими задачами.

Большинство сканеров фМРТ позволяют субъектам предъявлять различные визуальные изображения, звуки и сенсорные стимулы, а также выполнять различные действия, такие как нажатие кнопки или перемещение джойстика. Следовательно, фМРТ можно использовать для выявления структур мозга и процессов, связанных с восприятием, мышлением и действием. Разрешение фМРТ в настоящее время составляет около 2-3 миллиметров и ограничено пространственным распространением гемодинамического ответа на нервную активность. Он в значительной степени заменил ПЭТ для изучения закономерностей активации мозга. ПЭТ, однако, сохраняет значительное преимущество, заключающееся в возможности идентифицировать специфические рецепторы головного мозга (или транспортеры ), связанные с конкретными нейротрансмиттерами , благодаря своей способности отображать радиоактивно меченные «лиганды» рецепторов (лиганды рецепторов — это любые химические вещества, которые прилипают к рецепторам). Существует также серьезная обеспокоенность относительно достоверности некоторых статистических данных, используемых при анализе фМРТ; следовательно, обоснованность выводов, сделанных на основе многих исследований фМРТ. [ 22 ]

С точностью от 72% до 90%, где вероятность достигает 0,8%, [ 23 ] Методы фМРТ могут решить, какое из множества известных изображений просматривает субъект. [ 24 ]

Недавние исследования машинного обучения в психиатрии использовали фМРТ для создания моделей машинного обучения, которые могут различать людей с суицидальным поведением или без него. Визуализирующие исследования в сочетании с алгоритмами машинного обучения могут помочь выявить новые маркеры нейровизуализации, которые позволят провести стратификацию на основе риска самоубийства пациентов и помочь разработать лучшие методы лечения и лечения для отдельных пациентов. [ 25 ]

Диффузное оптическое изображение

[ редактировать ]

Диффузная оптическая визуализация (DOI) или диффузная оптическая томография (DOT) — это метод медицинской визуализации , который использует ближний инфракрасный свет для создания изображений тела. Этот метод измеряет оптическое поглощение гемоглобина гемоглобина и основан на спектре поглощения , варьирующемся в зависимости от его статуса оксигенации. Диффузную оптическую томографию высокой плотности (HD-DOT) сравнивали непосредственно с фМРТ с использованием реакции на зрительную стимуляцию у субъектов, изучавшихся с помощью обоих методов, с убедительно схожими результатами. [ 26 ] HD-DOT также сравнивают с фМРТ с точки зрения языковых задач и функциональной связи в состоянии покоя. [ 27 ]

[ редактировать ]

Оптический сигнал, связанный с событием (EROS), — это метод сканирования мозга, который использует инфракрасный свет через оптические волокна для измерения изменений оптических свойств активных областей коры головного мозга. В то время как такие методы, как диффузная оптическая визуализация (DOT) и спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона (NIRS), измеряют оптическое поглощение гемоглобина и, таким образом, основаны на кровотоке, EROS использует преимущества рассеивающих свойств самих нейронов и, таким образом, обеспечивает гораздо более прямой анализ. мера клеточной активности. EROS может определять активность мозга в пределах миллиметров (пространственно) и миллисекунд (временно). Его самым большим недостатком является неспособность обнаружить активность на глубине более нескольких сантиметров. ЭРОС — это новый, относительно недорогой метод, неинвазивный для испытуемого. Он был разработан в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн, где сейчас используется в лаборатории когнитивной нейровизуализации доктора Габриэле Граттон и доктора Моники Фабиани.

Магнитоэнцефалография

[ редактировать ]

Магнитоэнцефалография (МЭГ) — это метод визуализации, используемый для измерения магнитных полей, создаваемых электрической активностью в мозге, с помощью чрезвычайно чувствительных устройств, таких как сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства (СКВИДы) или устройства без релаксации спинового обмена. [ 28 ] (SERF) магнитометры. МЭГ предлагает очень прямое измерение электрической активности нейронов (по сравнению, например, с фМРТ) с очень высоким временным разрешением, но относительно низким пространственным разрешением. Преимущество измерения магнитных полей, создаваемых нейронной активностью, заключается в том, что они, вероятно, будут меньше искажаться окружающими тканями (особенно черепом и скальпом) по сравнению с электрическими полями, измеряемыми с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). В частности, можно показать, что на магнитные поля, создаваемые электрической активностью, не влияют окружающие ткани головы, если голову моделировать как набор концентрических сферических оболочек, каждая из которых представляет собой изотропный однородный проводник. Настоящие головы несферичны и обладают в значительной степени анизотропной проводимостью (особенно белое вещество и череп). Хотя анизотропия черепа оказывает незначительное влияние на МЭГ (в отличие от ЭЭГ), анизотропия белого вещества сильно влияет на измерения МЭГ для радиальных и глубоких источников. [ 29 ] Однако обратите внимание, что в этом исследовании череп предполагался однородно анизотропным, что неверно для реальной головы: абсолютная и относительная толщина слоев диплоэ и таблиц различаются между костями черепа и внутри них. Это делает вероятным, что на МЭГ также влияет анизотропия черепа. [ 30 ] хотя, вероятно, не в такой степени, как ЭЭГ.

Существует множество применений МЭГ, в том числе помощь хирургам в локализации патологии, помощь исследователям в определении функции различных частей мозга, нейробиоуправление и другие.

Функциональная ультразвуковая визуализация

[ редактировать ]

Функциональная ультразвуковая визуализация (ФУЗ) — это метод медицинской ультразвуковой визуализации, позволяющий обнаруживать или измерять изменения в нервной активности или метаболизме, например, в очагах мозговой активности, обычно посредством измерения кровотока или гемодинамических изменений. Функциональное ультразвуковое исследование основано на сверхчувствительной допплерографии и сверхбыстрой ультразвуковой визуализации, которые позволяют получать высокочувствительные изображения кровотока.

Квантовый магнитометр с оптической накачкой

[ редактировать ]
См. Также: Магнитометр

В июне 2021 года исследователи сообщили о разработке первого модульного квантового сканера мозга, который использует магнитную визуализацию и может стать новым подходом к сканированию всего мозга. [ 31 ] [ 32 ]

Преимущества и проблемы методов нейровизуализации

[ редактировать ]

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ)

[ редактировать ]

фМРТ обычно классифицируется как риск от минимального до умеренного из-за его неинвазивности по сравнению с другими методами визуализации. В фМРТ используется контраст, зависящий от уровня оксигенации крови (ЖИРНЫЙ шрифт), для получения изображения. Жирное контрастирование — это естественный процесс в организме, поэтому фМРТ часто предпочтительнее методов визуализации, которые требуют радиоактивных маркеров для получения аналогичного изображения. [ 33 ] Проблемой при использовании фМРТ является ее использование у людей с медицинскими имплантатами или устройствами и металлическими предметами в организме. Магнитный резонанс (МР), излучаемый оборудованием, может привести к выходу из строя медицинских устройств и притягиванию металлических предметов в организм, если их не проверить должным образом. В настоящее время FDA классифицирует медицинские имплантаты и устройства на три категории в зависимости от совместимости с МРТ: МРТ-безопасные (безопасные во всех МРТ-средах), МРТ-небезопасные (небезопасные в любой МРТ-среде) и МРТ-условные (МРТ-совместимые в любой МРТ-среде). определенных средах, требующих дополнительной информации). [ 34 ]

  • Этикетки безопасности FDA для имплантатов и устройств MR
  • МР-сейф[35]
    МР Сейф [ 35 ]
  • MR Условный
    MR Условный
  • М-Р Небезопасно
    М-Р Небезопасно

Компьютерная томография (КТ)

[ редактировать ]

КТ была внедрена в 1970-х годах и быстро стала одним из наиболее широко используемых методов визуализации. КТ может быть выполнена менее чем за секунду и дает быстрые результаты для клиницистов, а простота ее использования приводит к увеличению количества КТ, выполняемых в Соединенных Штатах, с 3 миллионов в 1980 году до 62 миллионов в 2007 году. Врачи часто выполняют несколько сканирований. , при этом 30% людей прошли как минимум 3 сканирования в одном исследовании использования компьютерной томографии. [ 36 ] КТ-сканирование может подвергнуть пациентов воздействию радиации в 100–500 раз выше, чем при традиционном рентгеновском излучении, при этом более высокие дозы радиации обеспечивают получение изображений с лучшим разрешением. [ 37 ] Несмотря на простоту использования, увеличение использования компьютерной томографии, особенно у бессимптомных пациентов, является предметом беспокойства, поскольку пациенты подвергаются значительно высоким уровням радиации. [ 36 ]

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)

[ редактировать ]

При ПЭТ-сканировании визуализация не зависит от внутренних биологических процессов, а зависит от инородного вещества, введенного в кровоток и направляющегося в мозг. Пациентам вводят радиоизотопы, которые метаболизируются в мозге и испускают позитроны, чтобы визуализировать мозговую активность. [ 33 ] Количество радиации, которой подвергается пациент при ПЭТ-сканировании, относительно невелико и сравнимо с количеством радиации окружающей среды, которой человек подвергается в течение года. Радиоизотопы ПЭТ имеют ограниченное время воздействия в организме, поскольку они обычно имеют очень короткий период полураспада (~ 2 часа) и быстро распадаются. [ 38 ] В настоящее время фМРТ является предпочтительным методом визуализации активности мозга по сравнению с ПЭТ, поскольку он не требует облучения, имеет более высокое временное разрешение, чем ПЭТ, и более доступен в большинстве медицинских учреждений. [ 33 ]

Магнитоэнцефалография (МЭГ) и электроэнцефалография (ЭЭГ)

[ редактировать ]

Высокое временное разрешение МЭГ и ЭЭГ позволяет этим методам измерять активность мозга с точностью до миллисекунды. Для функционирования как МЭГ, так и ЭЭГ не требуется облучение пациента. Электроды ЭЭГ обнаруживают электрические сигналы, вырабатываемые нейронами, для измерения активности мозга, а МЭГ использует колебания магнитного поля, создаваемые этими электрическими токами, для измерения активности. Препятствием для широкого использования MEG является ценообразование, поскольку системы MEG могут стоить миллионы долларов. ЭЭГ — гораздо более широко используемый метод достижения такого временного разрешения, поскольку системы ЭЭГ стоят намного дешевле, чем системы МЭГ. Недостатком ЭЭГ и МЭГ является то, что оба метода имеют плохое пространственное разрешение по сравнению с фМРТ. [ 33 ]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Сандроне С., Бачигалуппи М., Галлони М.Р., Мартино Дж. (ноябрь 2012 г.). «Анджело Моссо (1846-1910)». Журнал неврологии . 259 (11): 2513–4. дои : 10.1007/s00415-012-6632-1 . hdl : 2318/140004 . ПМИД   23010944 . S2CID   13365830 .
  2. ^ «100-часовая МРТ человеческого мозга дает самые подробные трехмерные изображения» .
  3. ^ «Самые яркие рентгеновские снимки в мире выявляют повреждения организма, вызванные COVID-19» . Национальное географическое общество . 26 января 2022 г. Архивировано из оригинала 26 января 2022 г.
  4. ^ «Атлас органов человека» .
  5. ^ Томас Д.Г., Андерсон Р.Э., дю Буле Г.Х. (январь 1984 г.). «Стеротаксическая нейрохирургия под контролем КТ: опыт 24 случаев с использованием новой стереотаксической системы» . Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии . 47 (1): 9–16. дои : 10.1136/jnnp.47.1.9 . ПМЦ   1027634 . ПМИД   6363629 .
  6. ^ Член парламента Хайльбруна, премьер-министр Сандерленда, Макдональд PR, Уэллс Т.Х., Косман Э., Ганц Э. (1987). «Модификации стереотаксической рамы Брауна-Робертса-Уэллса для достижения магнитно-резонансной томографии в трех плоскостях». Прикладная нейрофизиология . 50 (1–6): 143–52. дои : 10.1159/000100700 . ПМИД   3329837 .
  7. ^ Лекселл Л., Лекселл Д., Швебель Дж. (январь 1985 г.). «Стереотаксис и ядерный магнитный резонанс» . Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии . 48 (1): 14–8. дои : 10.1136/jnnp.48.1.14 . ПМК   1028176 . ПМИД   3882889 .
  8. ^ Миллер Т.Х., Крузе Дж.Э. (октябрь 2005 г.). «Оценка обморока». Американский семейный врач . 72 (8): 1492–500. ПМИД   16273816 .
  9. ^ Jump up to: а б Американский колледж врачей (сентябрь 2013 г.), «Пять вопросов, которые должны задать врачи и пациенты» , «Выбирая мудро »: инициатива Фонда ABIM , Американский колледж врачей , получено 10 декабря 2013 г. , в котором цитируется
  10. ^ Jump up to: а б с д Американское общество головной боли (сентябрь 2013 г.), «Пять вопросов, которые должны задать врачи и пациенты» , «Выбирая мудро : инициатива Фонда ABIM» , Американское общество головной боли , заархивировано из оригинала 3 декабря 2013 г. , получено 10 декабря 2013 г. , в котором цитируются
  11. ^ Левивье М., Массажер Н., Виклер Д., Лоренцони Дж., Руис С., Девриендт Д., Дэвид П., Десмедт Ф., Саймон С., Ван Хутте П., Брочи Дж., Гольдман С. (июль 2004 г.). «Использование стереотаксических ПЭТ-изображений при дозиметрическом планировании радиохирургии опухолей головного мозга: клинический опыт и предлагаемая классификация» . Журнал ядерной медицины . 45 (7): 1146–54. ПМИД   15235060 .
  12. ^ Дживс, Массачусетс (1994). Поля разума: размышления о науке о разуме и мозге . Гранд-Рапидс, Мичиган: Baker Books. п. 21.
  13. ^ Докрилл П. «100-часовая МРТ человеческого мозга позволяет получить наиболее подробные трехмерные изображения» . www.sciencealert.com .
  14. ^ Jump up to: а б Нильссон Л.Г., Маркович Х.Дж. (1999). Когнитивная нейронаука памяти . Сиэтл: Hogrefe & Huber Publishers.
  15. ^ Jump up to: а б Сарыкая I (12 октября 2015 г.). «ПЭТ-исследования при эпилепсии» . Американский журнал ядерной медицины и молекулярной визуализации . 5 (5): 416–430. ПМК   4620171 . ПМИД   26550535 .
  16. ^ Филипа Болла Объяснение визуализации мозга
  17. ^ «Системы ОФЭКТ для визуализации мозга» . Проверено 24 июля 2014 г.
  18. ^ «ОФЭКТ-изображение мозга» . Проверено 12 января 2016 г.
  19. ^ Акдемир ЮО, Бора Токчаер А, Атай ЛЁ (апрель 2021 г.). «ОФЭКТ-визуализация переносчика дофамина при болезни Паркинсона и паркинсонических расстройствах» . Турецкий журнал медицинских наук . 51 (2): 400–410. дои : 10.3906/sag-2008-253 . ПМК   8203173 . ПМИД   33237660 .
  20. ^ Ким С., Маунтц Дж. М. (2011). «ОФЭКТ-визуализация эпилепсии: обзор и сравнение с ПЭТ F-18 FDG» . Международный журнал молекулярной визуализации . 2011 : 813028. doi : 10.1155/2011/813028 . ПМК   3139140 . ПМИД   21785722 .
  21. ^ Массачусетская больница общего профиля. «Команда публикует результаты МРТ головного мозга с самым высоким разрешением» . www.medicalxpress.com .
  22. ^ Эклунд А., Николс Т.Е., Кнутссон Х. (июль 2016 г.). «Кластерная неудача: почему выводы фМРТ о пространственной протяженности привели к увеличению количества ложноположительных результатов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (28): 7900–7905. Бибкод : 2016PNAS..113.7900E . дои : 10.1073/pnas.1602413113 . ПМЦ   4948312 . ПМИД   27357684 .
  23. ^ Смит К. (5 марта 2008 г.). «Чтение мыслей со сканированием мозга» . Новости природы . Издательская группа «Природа» . Проверено 5 марта 2008 г.
  24. ^ Кейм Б. (5 марта 2008 г.). «Сканер мозга может сказать, на что вы смотрите» . Проводные новости . Конденет . Проверено 16 сентября 2015 г.
  25. ^ Видетич Паска А, Коутер К (август 2021 г.). «Машинное обучение как новый подход в понимании биомаркеров суицидального поведения» . Боснийский журнал фундаментальных медицинских наук . 21 (4): 398–408. дои : 10.17305/bjbms.2020.5146 . ПМЦ   8292863 . ПМИД   33485296 .
  26. ^ Эггебрехт А.Т., Уайт Б.Р., Феррадал С.Л., Чен С., Жан Ю., Снайдер А.З., Дегани Х., Калвер Дж.П. (июль 2012 г.). «Количественное пространственное сравнение диффузной томографии высокой плотности и кортикального картирования фМРТ» . НейроИмидж . 61 (4): 1120–8. doi : 10.1016/j.neuroimage.2012.01.124 . ПМЦ   3581336 . ПМИД   22330315 .
  27. ^ Эггебрехт А.Т., Феррадал С.Л., Робишо-Вьехувер А., Хассанпур М.С., Дегани Х., Снайдер А.З., Херши Т., Калвер Дж.П. (июнь 2014 г.). «Картирование распределенных функций и сетей мозга с помощью диффузной оптической томографии» . Природная фотоника . 8 (6): 448–454. Бибкод : 2014NaPho...8..448E . дои : 10.1038/nphoton.2014.107 . ПМК   4114252 . ПМИД   25083161 .
  28. ^ Бото Э., Холмс Н., Леггетт Дж., Робертс Г., Шах В., Мейер С.С. и др. (март 2018 г.). «Перемещение магнитоэнцефалографии к реальным применениям с помощью носимой системы» . Природа . 555 (7698): 657–661. Бибкод : 2018Natur.555..657B . дои : 10.1038/nature26147 . ПМК   6063354 . ПМИД   29562238 .
  29. ^ Уолтерс CH, Анвандер А, Трикош X, Вайнштейн Д, Кох М.А., Маклауд Р.С. (апрель 2006 г.). «Влияние анизотропии тканевой проводимости на поле ЭЭГ/МЭГ и расчет обратного тока в реалистичной модели головы: исследование моделирования и визуализации с использованием конечно-элементного моделирования высокого разрешения» . НейроИмидж . 30 (3): 813–26. doi : 10.1016/j.neuroimage.2005.10.014 . hdl : 11858/00-001M-0000-0019-1079-8 . ПМИД   16364662 . S2CID   5578998 .
  30. ^ Рамон С., Хауайзен Дж., Шимпф П.Х. (октябрь 2006 г.). «Влияние моделей головы на нейромагнитные поля и обратную локализацию источников» . Биомедицинская инженерия онлайн . 5 (1): 55. дои : 10.1186/1475-925X-5-55 . ПМК   1629018 . ПМИД   17059601 .
  31. ^ «Исследователи создают первый модульный квантовый датчик мозга, записывающий сигнал» . физ.орг . Проверено 11 июля 2021 г.
  32. ^ Куссенс Т., Абель С., Гиалопсу А., Басон М.Г., Джеймс Т.М., Оручевич Ф., Крюгер П. (10 июня 2021 г.). «Модульная система магнитометра с оптической накачкой». arXiv : 2106.05877 [ physical.atom-ph ].
  33. ^ Jump up to: а б с д Кроссон Б., Форд А., МакГрегор К.М., Мейнцер М., Чешков С., Ли Х, Уокер-Бэтсон Д., Бриггс Р.В. (2010). «Функциональная визуализация и связанные с ней методы: введение для исследователей реабилитации» . Журнал реабилитационных исследований и разработок . 47 (2): vii – xxxiv. дои : 10.1682/jrrd.2010.02.0017 . ПМК   3225087 . ПМИД   20593321 .
  34. ^ Цай Л.Л., Грант А.К., Мортеле К.Дж., Кунг Дж.В., Смит, член парламента (октябрь 2015 г.). «Практическое руководство по безопасности МРТ: что нужно знать радиологам». Рентгенография . 35 (6): 1722–37. дои : 10.1148/rg.2015150108 . ПМИД   26466181 .
  35. ^ Центр устройств и радиологического здоровья. «МРТ (магнитно-резонансная томография) — Плакаты по безопасности при МРТ» . www.fda.gov . Проверено 10 апреля 2018 г.
  36. ^ Jump up to: а б Бреннер DJ, Холл EJ (ноябрь 2007 г.). «Компьютерная томография — растущий источник радиационного облучения» (PDF) . Медицинский журнал Новой Англии . 357 (22): 2277–84. дои : 10.1056/NEJMra072149 . ПМИД   18046031 . S2CID   2760372 .
  37. ^ Смит-Биндман Р. (июль 2010 г.). «Безопасна ли компьютерная томография?». Медицинский журнал Новой Англии . 363 (1): 1–4. дои : 10.1056/NEJMp1002530 . ПМИД   20573919 .
  38. ^ Что происходит во время ПЭТ-сканирования? . 30 декабря 2016 г.
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы по теме нейровизуализации .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Neuroimaging&oldid=1240234004"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9806ddd6f4ddadd8bfa10702e81c7dcc__1723609200
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/98/cc/9806ddd6f4ddadd8bfa10702e81c7dcc.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Neuroimaging - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)