Усиление сигнала протонами внесосудистой воды
Усиление сигнала протонами внесосудистой воды , или SEEP , представляет собой контрастный механизм для функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), который является альтернативой более часто используемому BOLD ( зависящему от уровня кислорода в крови ) контрасту. Этот механизм изменения контраста изображения, соответствующий изменениям активности нейронов, был впервые предложен доктором Патриком Строманом в 2001 году. [1] [2] Контраст SEEP основан на изменениях содержания воды в тканях, которые возникают в результате увеличения выработки внеклеточной жидкости. [3] [4] и отек нейронов и глиальных клеток в местах активности нейронов. [5] [6] Поскольку доминирующими источниками сигнала МРТ в биологических тканях являются вода и липиды, увеличение содержания воды в тканях отражается локальным увеличением интенсивности сигнала МРТ . Соответствие между изменениями сигналов BOLD и SEEP и местами активности наблюдалось в головном мозге и, по-видимому, является результатом общей зависимости от изменений местного кровотока, вызывающих изменение оксигенации крови или выработку внеклеточной жидкости. [7] [8] Преимущество контраста SEEP заключается в том, что его можно обнаружить с помощью методов МРТ, которые относительно нечувствительны к различиям в магнитной восприимчивости воздуха, тканей, крови и костей. Такие различия в восприимчивости могут привести к пространственным искажениям изображения и областям низкого сигнала, а изменения магнитной восприимчивости в крови приводят к ЖИРНОМУ контрасту для фМРТ. На сегодняшний день основным применением SEEP является фМРТ спинного мозга ( фМРТ спинного мозга ), поскольку границы между костью и тканями вокруг спинного мозга вызывают плохое качество изображения при использовании традиционных методов фМРТ. Недостатком SEEP по сравнению с контрастом BOLD является то, что он выявляет более локализованные области активности, а в мозге изменения интенсивности сигнала обычно ниже, и поэтому его труднее обнаружить. [7] [8] [9] [10]
Споры
[ редактировать ]SEEP является спорным, поскольку не существует единого мнения о его существовании в качестве контрастного механизма для фМРТ. [11] Однако более поздние исследования продемонстрировали изменения сигнала МРТ, соответствующие изменениям активности нейронов в срезах кортикальной ткани крыс, при отсутствии кровотока или изменениях оксигенации, а активность нейронов и набухание клеток были подтверждены с помощью светопропускающей микроскопии. [12] Это продемонстрировало контраст SEEP в отсутствие мешающих факторов, которые могут возникнуть in vivo , таких как физиологическое движение и возможность одновременного контрастирования BOLD.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Строман П.В., Краузе В., Малиша К.Л., Франкенштейн У.Н., Томанек Б. Характеристика контрастных изменений при функциональной МРТ спинного мозга человека при 1,5 Т. Магнитно-резонансная визуализация 2001;19(6):833-838.
- ^ Строман П.В., Краузе В., Франкенштейн У.Н., Малиша К.Л., Томанек Б. Спин-эхо против фМРТ с градиентным эхом с коротким временем эхо. Магнитно-резонансная томография 2001;19(6):827-831.
- ^ Охта С., Мейер Э., Фудзита Х., Ройтенс Д.С., Эванс А., Гьедде А. (1996). «Церебральный [ 15 Клиренс О]воды у людей, определенный с помощью ПЭТ: I. Теория и нормальные значения» . J Cereb Blood Flow Metab . 16 (5): 765–780. doi : 10.1097/00004647-199609000-00002 . PMID 8784222 .
- ^ Фудзита Х., Мейер Э., Ройтенс Д.К., Кувабара Х., Эванс А.С., Гьедде А. Церебральный [15O] клиренс воды у людей, определенный с помощью позитронно-эмиссионной томографии: II. Сосудистые реакции на вибротактильную стимуляцию. J Cereb Blood Flow Metab 1997;17(1):73-79.
- ^ Эндрю Р.Д., MacVicar BA. Визуализация изменений объема клеток и возбуждения нейронов в срезе гиппокампа. Нейронаука 1994;62(2):371-383.
- ^ Эндрю Р.Д., Джарвис Ч.Р., Обейдат А.С. Потенциальные источники собственных оптических сигналов, изображенных на живых срезах мозга. Методы 1999;18(2):185-96, 179.
- ^ Перейти обратно: а б Строман П.В., Томанек Б., Краузе В., Франкенштейн У.Н., Малиша К.Л. Функциональная магнитно-резонансная томография головного мозга человека на основе усиления сигнала внесосудистыми протонами (SEEP фМРТ). Магн Резон Мед 2003;49(3):433-439.
- ^ Перейти обратно: а б Строман П.В., Корнельсен Дж., Лоуренс Дж., Малиша К.Л. Функциональная магнитно-резонансная томография на основе контраста SEEP: функция ответа и анатомическая специфика. Магнитно-резонансная томография 2005;23(8):843-850.
- ^ Строман П.В., Краузе В., Малиша К.Л., Франкенштейн У.Н., Томанек Б. Внесосудистые изменения протонной плотности как нежирный компонент контраста при фМРТ спинного мозга человека. Магн Резон Мед 2002;48(1):122-127.
- ^ Строман П.В., Малиша К.Л., Ону М. Функциональная магнитно-резонансная томография при 0,2 Тесла. НейроИмидж 2003;20(2):1210-1214.
- ^ Йочимсен Т.Х., Норрис Д.Г., Моллер Х.Е. (2005). «Есть ли изменение плотности протонов воды, связанное с функциональной магнитно-резонансной томографией?» . Маг Резон Мед . 53 (2): 470–473. дои : 10.1002/мрм.20351 . hdl : 11858/00-001M-0000-0010-C070-4 . ПМИД 15678536 . Архивировано из оригинала 16 декабря 2012 г.
- ^ Строман П.В., Ли А.С., Питчерс К.К., Эндрю Р.Д. (2008). «Магнитно-резонансная томография нейронального и глиального отека как индикатор функции срезов ткани головного мозга» . Маг Резон Мед . 59 (4): 700–706. дои : 10.1002/mrm.21534 . ПМИД 18383299 .