神经工程学神经工程学 (15)-磁共振成像(MRI).pdf

磁共振成像（MRI）g|W国口口口他I里出仃师 XX出行师 XX治疗师 XX沿师师口口口口XXiHffrli XXiHlrW XXIH师 XX旃师师磁共振成像(MRI)概念及特点Ill磁共振成像(MRI)核磁共振现象对于处于外磁场中的核磁矩而言，当:b=2ttv=yB0 x即共振频率等于核磁矩在外磁场 中的拉莫尔进动频率。此时原子 核将从外磁场吸收能量而由低能 态激发到高能态。这一现象称为 核磁共振(Nuclear Magnet ic Reson ance)oIll磁共振成像(MRI)核磁共振现象对于处于外磁场中的核磁矩而言，当:b=2ttv=yB0B即共振频率等于核磁矩在外磁场 中的拉莫尔进动频率。此时原子 核将从外磁场吸收能量而由低能 态激发到高能态。这一现象称为 核磁共振(Nuclear Magnet ic Reson ance)oIll磁共振成像(MRI)核磁共振现象少90度脉冲激发后产生的宏观和微观效应:低能的氢质子有一半吸收能量跃迁到纵向高能状态，高能和低能质子数相等,质子进动处于同相位，质子 的微观横向磁化矢量相加，产生宏观横向磁化矢量。；鼬纵向磁化矢量相互抵消而等于零。Ill磁共振成像(MRI)弛豫过程脉冲停止后的宏观和微观效应:自旋质子释放能量跃迁到低能级，自旋质子恢复到最初的随机纵向纵向磁化逐渐恢复至最大，T1弛：鼬 相位，横向磁化逐渐衰减至豫。自旋与晶格。最小，T2弛豫。自旋与自旋。磁共振成像（MRI）信号检测少MRI共同的规则:MRI只能检测旋转 横向磁化矢量越大,的横向磁化矢量;MR信号越强;平衡t 1状态|90脉冲横向 弛豫一Ill磁共振成像(MRI)对比(Contrast)与加权(Weighted)沙成像对比不同组织之间信号强度差异沙 MR信号强度的相关因素质子密度；相位；Tl、T2；一种对比反映一种成像模式 运动；化学位移；磁环境等加权所谓加权就是重点突出T1加权成像(成WI)突出组织T1弛豫差别 T2加权成像(T2WI)突出组织T2弛豫差别质子密度加权成像(PDWI)突出组织氢质子含量差别扩散加权成像(DWI)突出组织扩散特性差别灌注加权成像(PWI)突出血流灌注能力差别磁敏感加权成像(SWI)突出组织铁、钙等磁性物质含量磁共振成像(MRI)对比(Contrast)与加权(Weighted)右侧额叶血肿JT2WIT1WI磁共振成像(MRI)结构磁共振成像(Structural MRI,sMRI)、sMRI是高分辨率采集的T1W成像方式，也叫高 N分辨T1,或者3D-T1,能对组织宏观结构进行高精度成像，主要用于解剖定位、空间配准等。功能磁共振成像(functional MRIf fMRI)fMRI是基于血氧水平依赖效应，神经活动产生顺磁性脱氧血红蛋，进而产生fMRI信号对比的一种 MRI成像方式。通过组织的氧代谢活动，间接反 映神经功能活动。扩散磁共振成像(Diffusional MRIf dMRI)是通过检测组织内水分子的扩散行为特性,q间接反映组织微观结构特性的一类无创mri成像 方式。其中最主要的方法是扩散张量成像(DTI)。Ill结构磁共振成像(sMRI)结构磁共振成像(sMRI)f也叫：高分辨结构成像，3D-T1高分辨率的T1WI体素是各项同性的ixlxl(mm)可从空间任意角度视图观测基于3D-T1的脑形态学分析精确的图像分割、配准以及定位皮层厚度分析沟回折叠模式分析Ill功能磁共振成像(fMRI)_，种能磁共振成像(functional MRL fMRI)fMRI是基于血氧水平依赖效应，神经活 动产生顺磁性脱氧血红蛋，进而产生AMR I信号对比的一种MRI成像方式。通过组 织的氧代谢活动，间接反映神经功能活动。Ill功能磁共振成像(fMRI)沙广义的功能磁共振技术3种灌注加权磁共振成像技术(per fut ion weight ed imaging,PWI)各种扩散加权磁共振成像技术(diffusion weight ed imaging,DWI)磁共振波谱成像技术(magnet ic r esonance spect r oscopy,MRS)血氧水平依赖磁共振成像技术(blood oxygenat ion lev el dependent,BOLD)功能磁共振成像(fMRI)61氧水平依赖磁共振成像(Bold-fMRI)ill功能磁共振成像（fMRI）Fweightedunctionalt imestructural!T1 weighted7600 images10 min功能磁共振成像的采集BOLD fMRI的时间序列Ill功能磁共振成像(fMRI)功能磁共振技术(BOLDfMRI)任务态功能磁共振成像(t ask r elat ed fMRI)加彳牙寺定任务或某项功能再痴寸;功能的燕s 研究大脑特定功能的运作机制。I_静息态功能磁共振成像(r est ing st at e fMRI)未执行特定任务或某项功能活动，静息状态;反映大脑自发性的神经活动。功能磁共振成像(fMRI)功能磁共振技术(BOLDfMRI)任务态功能磁共振成像，激活图像处理信号任务范式B0100 image number150200功能磁共振成像(fMRI)III功能磁共振技术(BOLDfMRI)静息态功能磁共振成像,功能网络沙功能连接/-功能连接(funct ional connect iv it y,FC),指脑 区之间功能活动的同步一致性。用相关系数的大 小，表征两个脑区之间存在功能连接的可能性或 者强度。_沙固有功能网络静息态下，具有同步一致的功能活动或者具有特 定功能参与的脑区，构成固有功能连接网络(int r insic connect iv it y net wor k,ICN),例如默认模 式网络，注意网络，视觉网络或者语言网络。_二_ _-功能磁共振成像（fMRI）静息态功能磁共振成像，功能网络功能时间所列信号X3 信号丫SOM-0109时间点时间点corr(X,Y)功能连接网%;（二值矩阵）c 关系矩阵）功能磁共振成像（fMRI）功能网络的分析de Reus et al.(2014)Domains Orientation Perception Memory Verbal Func.Construct.Concept Form.Exec.Func.Personal Adj.Adaptive Func.War r en et al.(2014)unpublished dat aR(c)忸(a)Fr om Dosenbach et al.(2010)and(b)fr om Zeng et al.(2012)磁共振成像（MRI）总结磁共振成像（MRI）原理结榭四睛点及作用功能MRI原理特点及应用