stringtranslate.com

Усиление сигнала протонами внесосудистой воды

Усиление сигнала внесосудистыми водными протонами , или SEEP , является контрастным механизмом для функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), который является альтернативой более часто используемому контрасту BOLD ( зависимому от уровня кислорода в крови ). Этот механизм изменения контраста изображения, соответствующего изменениям нейронной активности, был впервые предложен доктором Патриком Строманом в 2001 году. [1] [2] Контраст SEEP основан на изменениях содержания воды в тканях, которые возникают из-за увеличения продукции внеклеточной жидкости [3] [4] и отека нейронов и глиальных клеток в местах нейронной активности. [5] [6] Поскольку доминирующими источниками сигнала МРТ в биологических тканях являются вода и липиды, увеличение содержания воды в тканях отражается локальным увеличением интенсивности сигнала МР . Соответствие между изменениями сигналов BOLD и SEEP и участками активности наблюдалось в мозге и, по-видимому, возникает из-за общей зависимости от изменений локального кровотока, вызывающих изменение оксигенации крови или выработку внеклеточной жидкости. [7] [8] Преимущество контраста SEEP заключается в том, что его можно обнаружить с помощью методов МР-томографии, которые относительно нечувствительны к различиям в магнитной восприимчивости между воздухом, тканями, кровью и костями. Такие различия в восприимчивости могут привести к пространственным искажениям изображения и областям с низким сигналом, а изменения магнитной восприимчивости в крови приводят к контрасту BOLD для фМРТ. Основным применением SEEP на сегодняшний день является фМРТ спинного мозга ( спинальная фМРТ ), поскольку интерфейсы кости/ткани вокруг спинного мозга вызывают плохое качество изображения при использовании обычных методов фМРТ. Недостатки SEEP по сравнению с контрастом BOLD заключаются в том, что он выявляет более локализованные области активности, а в мозге изменения интенсивности сигнала обычно ниже, и поэтому его может быть сложнее обнаружить. [7] [8] [9] [10]

Противоречие

SEEP является спорным, поскольку не все согласны с тем, что он существует как механизм контрастирования для фМРТ. [11] Однако более поздние исследования продемонстрировали изменения сигнала МРТ, соответствующие изменениям нейронной активности в срезах кортикальной ткани крысы при отсутствии кровотока или изменений оксигенации, а нейронная активность и клеточный отек были подтверждены микроскопией пропускания света. [12] Это продемонстрировало контраст SEEP при отсутствии сопутствующих факторов, которые могут возникать in vivo , таких как физиологическое движение и возможность одновременного контрастирования BOLD.

Ссылки

  1. ^ Строман П.В., Краузе В., Малиса КЛ., Франкенштейн У.Н., Томанек Б. Характеристика изменений контрастности при функциональной МРТ спинного мозга человека при 1,5 Т. ​​Magn Reson Imaging 2001;19(6):833-838.
  2. ^ Строман П. В., Краузе В., Франкенштейн У. Н., Малиса КЛ., Томанек Б. Спин-эхо против градиентного эха фМРТ с коротким временем эха. Magn Reson Imaging 2001;19(6):827-831.
  3. ^ Ohta S, Meyer E, Fujita H, Reutens DC, Evans A, Gjedde A (1996). «Церебральный [15O]водный клиренс у людей, определяемый 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.
  4. ^ Фудзита Х., Мейер Э., Рейтенс Д.К., Кувабара Х., Эванс А.К., Гедде А. Церебральный [15O] водный клиренс у людей, определенный с помощью позитронно-эмиссионной томографии: II. Сосудистые реакции на вибротактильную стимуляцию. J Cereb Blood Flow Metab 1997;17(1):73-79.
  5. ^ Эндрю РД, Маквикар БА. Визуализация изменений объема клеток и возбуждения нейронов в срезе гиппокампа. Neuroscience 1994;62(2):371-383.
  6. ^ Эндрю РД, Джарвис К.Р., Обейдат А.С. Потенциальные источники внутренних оптических сигналов, визуализируемых в живых срезах мозга. Методы 1999;18(2):185-96, 179.
  7. ^ ab Stroman PW, Tomanek B, Krause V, Frankenstein UN, Malisza KL. Функциональная магнитно-резонансная томография человеческого мозга на основе усиления сигнала внесосудистыми протонами (SEEP fMRI). Magn Reson Med 2003;49(3):433-439.
  8. ^ ab Stroman PW, Kornelsen J, Lawrence J, Malisza KL. Функциональная магнитно-резонансная томография на основе контраста SEEP: функция отклика и анатомическая специфика. Magn Reson Imaging 2005;23(8):843-850.
  9. ^ Строман П.В., Краузе В., Малиса КЛ., Франкенштейн У.Н., Томанек Б. Изменения внесосудистой протонной плотности как нежирный компонент контраста в фМРТ спинного мозга человека. Magn Reson Med 2002;48(1):122-127.
  10. ^ Строман П. В., Малиса К. Л., Ону М. Функциональная магнитно-резонансная томография при 0,2 Тесла. NeuroImage 2003;20(2):1210-1214.
  11. ^ Jochimsen TH, Norris DG, Moller HE (2005). «Есть ли изменение плотности протонов воды, связанное с функциональной магнитно-резонансной томографией?». Magn Reson Med . 53 (2): 470–473. doi :10.1002/mrm.20351. hdl : 11858/00-001M-0000-0010-C070-4 . PMID  15678536. Архивировано из оригинала 2012-12-16.
  12. ^ Строман П. В., Ли А. С., Питчерс К. К., Эндрю Р. Д. (2008). «Магнитно-резонансная томография нейронального и глиального отека как индикатор функции в срезах мозговой ткани». Magn Reson Med . 59 (4): 700–706. doi : 10.1002/mrm.21534 . PMID  18383299.