IMPROVEMENT OF DETECTABILITY OF BRAIN ACTIVATION IN FUNCTIONAL MAGNETIC RESONANCE IMAGING
提高功能磁共振成像中大脑激活的可检测性
基本信息
- 批准号:12670848
- 负责人:
- 金额:$ 1.86万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2000
- 资助国家:日本
- 起止时间:2000 至 2001
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The purpose of this study was to improve the detectability of brain activated area in functional magnetic resonance imaging (fMRI). In fMRI, influence of cardiac pulsation is the most difficult factor to be eliminated for enhancing the detectability since it induces intracranial vibration. We found that partial volume of cerebrospinal fluid in the activated voxel vibrates owing to cardiac pulsation and then the detectability of activated area deteriorates. PhysionFix is one of the best software packages to make physiological corrections in fMRI. We clarified that the efficacy of PhysioFix depends on correlation between cardiac pulsation or respiration and the task paradigm frequency. A signal increase in fMRI has been believed to be a result of a decrease of paramagnetic deoxygenated hemoglobin (deoxyHb) content in the neutral activation area. However, experimental studies using optical techniques, such as near infrared spectroscopy (NIRS), that directly measure hemoglobin changes show disagreements with the canonical blood oxygenation level dependent (BOLD) theory. To improve the detectability in fMRI, it was necessary to make clear the reason for the disagreements and to understand the true hemodynamics associated with brain activation. We developed a new theory bridging magnetic resonance (MR) signal and hemoglobin changes. It was found that the deviation from the value expected by the canonical BOLD theory is caused by the fact that the BOLD theory ignores the effect of the capillaries. The new theory enables us to explain the paradoxical phenomena of the oxygenated hemoglobin and deoxyHb contributions to the MR signal and to have a new insight into the precise hemodynamics of activation by analyzing fMRI and NIRS data. We concluded that the capillary hemodynamics of activation focus should be taken into account for further improvements of detectability in fMRI, in addition to counter-measures against the influence of physiological fluctuations.
本研究的目的是提高功能磁共振成像(fMRI)中大脑激活区域的可检测性。在fMRI中,心脏搏动的影响是提高可检测性最难消除的因素,因为它会引起颅内振动。我们发现激活体素中的部分脑脊液体积由于心脏搏动而振动,然后激活区域的可检测性恶化。 PhysionFix 是在 fMRI 中进行生理校正的最佳软件包之一。我们澄清,PhysioFix 的功效取决于心脏搏动或呼吸与任务范式频率之间的相关性。 fMRI 信号增加被认为是中性激活区域顺磁性脱氧血红蛋白 (deoxyHb) 含量减少的结果。然而,使用光学技术(例如直接测量血红蛋白变化的近红外光谱(NIRS))的实验研究表明与典型的血氧水平依赖(BOLD)理论存在分歧。为了提高功能磁共振成像的可检测性,有必要弄清楚分歧的原因并了解与大脑激活相关的真实血流动力学。我们开发了一种连接磁共振 (MR) 信号和血红蛋白变化的新理论。结果发现,与经典BOLD理论预期值的偏差是由于BOLD理论忽略了毛细管的影响造成的。新理论使我们能够解释含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白对 MR 信号的贡献的矛盾现象,并通过分析 fMRI 和 NIRS 数据对激活的精确血流动力学有新的见解。我们的结论是,除了针对生理波动影响的对策之外,还应考虑激活焦点的毛细血管血流动力学,以进一步提高功能磁共振成像的可检测性。
项目成果
期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Yamamoto,T.: "Theory to Bridge Functional Magnetic Resonance Imaging and Near Infra-red Spectroscopy"Japanese Journal of Medical Physics. 21(S3). 269-272 (2001)
Yamamoto,T.:“连接功能磁共振成像和近红外光谱的理论”日本医学物理杂志。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Yamamoto, T.: "Current State and Future Prospect Functional Magnetic Resonance Imaging"Japanese Journal of Medical Physics. (in press). (2002)
Yamamoto, T.:“功能磁共振成像的现状和未来展望”日本医学物理学杂志。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
山本 徹: "ファンクショナルMRIの現状と展望"医学物理. 22(S1)(in press). (2002)
Toru Yamamoto:“功能 MRI 的现状和前景”医学物理学 22(S1)(印刷中)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Yamamoto,T.: "Detectability and its problem of fMRI at 1.5T - How much percentage change in signal intensity can be detected?"Japanese Journal of Medical Physics. 20(S2). 89-90 (2000)
Yamamoto,T.:“1.5T 下 fMRI 的可检测性及其问题 - 可以检测到信号强度的百分比变化有多少?”《日本医学物理学杂志》。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
山本 徹: "ファンクショナルMRI検出感度と頭蓋内振動現象の相関"医学物理. 21(S2). 79-80 (2001)
Toru Yamamoto:“功能性 MRI 检测灵敏度与颅内振动现象之间的相关性”医学物理学 21(S2)。
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- 作者:
- 通讯作者:
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