• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Funkcjonalny magnetyczny rezonans jądrowy



    Podstrony: 1 [2] [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Diamagnetyzm – zjawisko polegające na indukcji w ciele znajdującym się w zewnętrznym polu magnetycznym pola przeciwnego, osłabiającego działanie zewnętrznego pola.Interfejs mózg-komputer (ang. brain-computer interface, BCI) – interfejs pozwalający na bezpośrednią komunikację między mózgiem a odpowiednim urządzeniem zewnętrznym. Celem badań nad interfejsem mózg-komputer są usprawnienie lub naprawa ludzkich zmysłów albo czynności ruchowych. W komercyjnych celach technologia dostępna jest np. jako zamienniki joysticka lub klawiatury.
    Naukowiec analizujący wyniki badań fMRI
    Mapa aktywności mózgu otrzymana w wyniku badania fMRI

    Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego, zwyczajowo funkcjonalny rezonans magnetyczny, w skrócie fMRI (od ang. functional magnetic resonance imaging) – wyspecjalizowana odmiana obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, za pomocą której mierzony jest wzrost przepływu krwi i utlenowania aktywnej okolicy mózgu. W metodzie tej wykorzystywany jest fakt, iż podczas aktywności komórek nerwowych zwiększa się ich zapotrzebowanie na tlen i nasila się produkcja dwutlenku węgla. Wzrost aktywności danego rejonu mierzy się przy pomocy odpowiedzi BOLD (ang. blood-oxygenation-level-dependent), która określa zależność intensywności sygnału rezonansu magnetycznego od poziomu natlenienia krwi.

    Neuron, komórka nerwowa – rodzaj elektrycznie pobudliwej komórki zdolnej do przetwarzania i przewodzenia informacji w postaci sygnału elektrycznego. Neurony są podstawowym elementem układu nerwowego zwierząt. Najwięcej neuronów znajduje się w ośrodkowym układzie nerwowym w skład którego wchodzi mózgowie oraz rdzeń kręgowy.Linus Carl Pauling (ur. 28 lutego 1901 w Portland w stanie Oregon, zm. 19 sierpnia 1994 w Big Sur w stanie Kalifornia) – amerykański fizyk i chemik. Dwukrotny laureat Nagrody Nobla.

    W badaniach fMRI wykorzystuje się tę samą technikę, co w przypadku MRI, czyli silne, choć nieszkodliwe pole magnetyczne i fale radiowe. Zamiast tworzenia obrazów tkanek i organów, jak w badaniu MRI, fMRI skupia się na rejestracji zmian w utlenowaniu krwi w aktywowanych obszarach mózgu, które zwiększa się w okresie wzmożonej aktywności neurologicznej. Na podstawie zaobserwowanych zmian, lekarz otrzymuje informacje o tym, jak działa mózg pacjenta, przy pomocy czego może dokładnie zlokalizować rejony odpowiedzialne za konkretne procesy mózgowe, zaplanować operację, radioterapię, czy też diagnozować patologie w działaniu centralnego układu nerwowego, takie jak uszkodzenia spowodowane urazami, udarami czy chorobami takimi jak stwardnienie rozsiane czy choroba Alzheimera. Przed badaniem pacjent nie otrzymuje środka cieniującego, ani nie jest narażony na działanie promieniowania jonizującego, dzięki czemu fMRI jest bezpieczny dla pacjenta i nie niesie za sobą skutków ubocznych.

    Psychiatria – jedna z podstawowych specjalizacji medycznych zajmująca się badaniem, zapobieganiem i leczeniem zaburzeń i chorób psychicznych. Bada ich uwarunkowania biologiczne, psychologiczne, rodzinno-genetyczne, społeczne, konstytucjonalne – sposoby powstawania i skutecznego zapobiegania.Tesla (T) – jednostka indukcji magnetycznej w układzie SI (jednostka pochodna układu SI). 1 tesla może być interpretowana jako taka wartość indukcji magnetycznej, która na ładunek 1 C, poruszający się z prędkością 1 m/s prostopadle do linii pola magnetycznego, działa z siłą Lorentza o wartości równej 1 N.

    fMRI ma nie tylko szerokie zastosowanie w badaniach klinicznych. Przyczyniło się między innymi do rozwoju dziedzin nauki takich jak kognitywistyka czy psychiatria, ponadto wykorzystywane jest do nieklinicznych zastosowań np. wykrywania kłamstw czy badania wpływu przekazu reklamowego na klientów. W połączeniu z innymi komplementarnymi badaniami np. EEG, fMRI ma potencjał w innych zastosowaniach, chociażby tworzeniu interfejsów mózg-komputer dla osób niepotrafiących się komunikować werbalnie czy fizycznie.

    Fale radiowe (promieniowanie radiowe) – promieniowanie elektromagnetyczne, które może być wytwarzane przez prąd przemienny płynący w antenie. Uznaje się, że falami radiowymi są fale o częstotliwości 3 kHz – 3 THz (3·10 – 3·10 Hz). Według literatury zachodniej zakres częstotliwości obejmuje fale od 3 Hz. Zależnie od długości dzielą się na pasma radiowe.Test Wady (ang. Wada test, intracarotid sodium amobarbital procedure, ISAP) – metoda diagnostyczna pozwalająca ocenić lateralizację korowych ośrodków mowy i pamięci. Test polega na podaniu barbituranu (najczęściej amobarbitalu, czyli Amytalu, w dawce około 100 mg u kobiet i 112,5 mg u mężczyzn) kolejno do jednej i drugiej tętnicy szyjnej wewnętrznej, co pozwala wyłączyć zaopatrywane przez te naczynia odpowiednie półkule kresomózgowia. Jednocześnie wykonuje się u pacjenta testy psychologiczne oceniające funkcje badanych ośrodków mowy i pamięci. Z tego względu badanie rzadko można wykonać u młodszych, niewspółpracujących dzieci. Metodę opisał japoński neurolog pracujący w Kanadzie, Juhn Atsushi Wada (ur. 1924).
    Mapa aktywności mózgu osoby, która w momencie badania patrzy na zdjęcia twarzy. Zdjęcie pokazuje zwiększony przepływ krwi w regionie kory wzrokowej odpowiedzialnej za rozpoznawanie twarzy.

    Spis treści

  • 1 Zasada działania
  • 2 Historia
  • 3 Przebieg badania
  • 3.1 Przeciwwskazania
  • 4 Wykorzystania kliniczne
  • 5 Wykorzystania niekliniczne
  • 6 Wady
  • 7 Przypisy
  • Zasada działania[]

    Koncepcja fMRI opiera się na wykorzystaniu badania MRI i rozszerzenia go o obserwację opartą na właściwościach krwi utlenowanej i nieutlenowanej. Badany obiekt umieszcza się w silnym polu magnetycznym o równoległych liniach pola. Cewki wbudowane w skaner wysyłają z określoną częstotliwością w kierunku badanego obiektu krótkotrwałe impulsy elektromagnetyczne, przez co powodują wzbudzanie spinów protonów w jądrach atomów wodoru, będących elementem składowym cząsteczek wody, która znajduje się w żywych organizmach. Dla stałego pola magnetycznego o wartości 1,5 Tesli częstotliwość ta wynosi około 64 MHz. W wyniku działania impulsu jądra atomów zostają namagnesowane i same stają się źródłem pola elektromagnetycznego. Po zaprzestaniu działania impulsu promieniowanie elektromagnetyczne powstałe na skutek powrotów spinów do stanu niewzbudzonego rejestrowane jest przez cewki, które pełnią funkcję odbiorników. Protony wracając do pierwotnej pozycji emitują słabnącą w czasie falę elektromagnetyczną o podobnej częstotliwości do tej, z jak były wysłany w ich kierunku impuls elektromagnetyczny. Szybkość zaniku tej fali zależy od charakterystycznych właściwości magnetycznych atomów poszczególnych tkanek. Rejestracja tych fal przy wykorzystaniu tzw. gradientów stałego pola magnetycznego pozwala przy pomocy komputera odtworzyć obraz wnętrza badanego obiektu. Czasy, w jakich wzbudzone atomy badanych tkanek wracają do stanu równowagi, czyli czasy relaksacji, reprezentowane są na zdjęciu przez różne odcienie szarości.

    Isidor Isaac Rabi (ur. 29 lipca 1898 w Rymanowie koło Krosna, zm. 11 stycznia 1988 w Nowym Jorku) – amerykański fizyk pochodzenia żydowskiego, laureat Nagrody Nobla za metodę rezonansową obserwacji własności magnetycznych jąder atomowych.Spin – moment własny pędu cząstki w układzie, w którym nie wykonuje ruchu postępowego. Własny oznacza tu taki, który nie wynika z ruchu danej cząstki względem innych cząstek, lecz tylko z samej natury tej cząstki. Każdy rodzaj cząstek elementarnych ma odpowiedni dla siebie spin. Cząstki będące konglomeratami cząstek elementarnych (np. jądra atomów) mają również swój spin będący sumą wektorową spinów wchodzących w skład jego cząstek elementarnych.

    MRI rejestruje jedynie statyczny obraz struktury mózgu. Założeniem fMRI było rozszerzenie działania MRI o rejestrację zmian funkcjonalnych spowodowanych przez aktywność neuronalną. Wraz ze wzrostem tej aktywności w danym rejonie mózgu, rośnie także zużycie we krwi energii i tlenu, który przenoszony jest w cząsteczkach hemoglobiny. W momencie dotarcia do miejsca przeznaczenia, tlen zostaje uwolniony i dociera do mitochondriów, gdzie użyty jest do produkcji ATP. Cząsteczka hemoglobiny związana z tlenem, czyli oksyhemoglobina, ma własności diamagnetyczne i nie wpływa na czas relaksacji atomów wodoru. Po odłączeniu tlenu cząsteczka oksyhemoglobiny przekształca się w cząsteczkę niezwiązaną z tlenem, czyli deoksyhemoglobinę i nabiera właściwości magnetycznych, co powoduje skracanie czasów relaksacji atomów wodoru oraz lokalną zmianę jasności w obrazie MRI. Aby wyrównać braki spowodowane pobraniem tlenu przez neurony, krew natlenowana dociera do aktywowanych miejsc, gdzie zastępuje krew nieutlenowaną. Oksyhemoglobina może dotrzeć do aktywowanego obszaru w czasie 3-5 sekund, a jej ilość przewyższa tę zużytą przez neurony. Powrót do pierwotnego stężenia deoksy- i oksyhemoglobiny zajmuje 10-20 sekund.

    PMID (ang. PubMed Identifier, PubMed Unique Identifier) – unikatowy identyfikator przypisany do każdego artykułu naukowego bazy PubMed.Adenozyno-5′-trifosforan (adenozynotrójfosforan, ATP) – organiczny związek chemiczny, nukleotyd adeninowy zbudowany z grupy trójfosforanowej przyłączonej w pozycji 5′ cząsteczki adenozyny, tworząc bezwodnik kwasu fosforowego. Odgrywa on ważną rolę w biologii komórki jako wielofunkcyjny koenzym i molekularna jednostka w wewnątrzkomórkowym transporcie energii. Stanowi nośnik energii chemicznej, używanej w metabolizmie komórki. Powstaje jako magazyn energii w procesach fotosyntezy i oddychania komórkowego. Zużywają go liczne enzymy, a zgromadzona w nim energia służy do przeprowadzania różnorodnych procesów, jak biosyntezy, ruchu i podziału komórki. Tworzy się z adenozyno-5′-difosforanu, a przekazując swą energię dalej, powraca do formy ADP lub adenozyno-5′-monofosforanu (AMP). Cykl ten zachodzi bezustannie w organizmach żywych. Człowiek każdego dnia przekształca ilość ATP porównywalną z masą swego ciała.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Stwardnienie rozsiane (łac. sclerosis multiplex, SM, ang. multiple sclerosis, MS) – przewlekła, zapalna, demielinizacyjna choroba ośrodkowego układu nerwowego, w której dochodzi do wieloogniskowego uszkodzenia (demielinizacji i rozpadu aksonów) tkanki nerwowej.
    Wszczepialny kardiowerter-defibrylator serca (ang. ICD, implantable cardioverter defibrillator) – wszczepialne urządzenie medyczne, mające za zadanie przerwać potencjalnie groźną dla życia arytmię i przywrócić rytm zatokowy serca. Wszczepienia urządzenia dokonuje się u chorych, u których pomimo leczenia farmakologicznego istnieje duże ryzyko wystąpienia groźnych dla życia (tak zwanych złośliwych) zaburzeń rytmu serca, mogących doprowadzić do nagłego zatrzymania krążenia i śmierci sercowej.
    Udar mózgu, incydent mózgowo-naczyniowy (ang. cerebro-vascular accident, CVA), dawniej także apopleksja (gr. stgr. ἀποπληξία - paraliż; łac. apoplexia cerebri, insultus cerebri) – zespół objawów klinicznych związanych z nagłym wystąpieniem ogniskowego lub uogólnionego zaburzenia czynności mózgu, powstały w wyniku zaburzenia krążenia mózgowego i utrzymujący się ponad 24 godziny.
    Nuroobrazowanie – metody umożliwiające obrazowanie struktury i funkcji mózgu. Metody neuroobrazowania pozwalają na obserwację czynności mózgu podczas przeprowadzania wybranych procesów, np. odliczania co 3, zapamiętywania twarzy, poruszania palcem wskazującym, czytania słów, itd. Neuroobrazowanie umożliwia lokalizację obszarów funkcjonalnych mózgu, odpowiednich dla danych procesów. Istotną sprawą jest to, aby w eksperymencie z wykorzystaniem neuroobrazownia dobrać odpowiednio warunek kontrolny dla wybranego warunku eksperymentalnego (zadania wykonywanego przez osobę badaną). Do badań tego typu można stosować funkcjonalny magnetyczny rezonans jądrowy.
    Hem, żelazoporfiryna – grupa prostetyczna wielu enzymów. Występuje m.in. w hemoglobinie, mioglobinie oraz w cytochromach.
    Krew (łac. sanguis, stgr. αἷμα, haima) – płyn ustrojowy, który za pośrednictwem układu krążenia pełni funkcję transportową oraz zapewnia komunikację pomiędzy poszczególnymi układami organizmu. Krew jest płynną tkanką łączną, krążącą w naczyniach krwionośnych (układ krwionośny zamknięty) lub w jamie ciała (układ krwionośny otwarty). W szerokiej definicji obejmuje krew obwodową i tkankę krwiotwórczą, a w wąskiej tylko tę pierwszą. Jako jedyna (wraz z limfą) występuje w stanie płynnym. Dziedzina medycyny zajmująca się krwią to hematologia.
    Impuls elektromagnetyczny (w skrócie IEM) (ang. electromagnetic pulse - EMP) – w telekomunikacji, fizyce pojęcie oznaczające powstawanie i rozprzestrzenianie się promieniowania elektromagnetycznego o szerokim widmie stosunkowo niskich częstotliwości, krótkim czasem trwania i bardzo dużym natężeniu.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.071 sek.