北师大fMRI【第一章-概述】课件
46页1、功 能 磁 共 振 成 像,姚 力 龙志颖 等,第一章 概述,一、什么是 功能 磁共振成像(fMRI) MRI,fMRI Functional Magnetic Resonance Imaging,功能 磁共振成像(fMRI): 利用磁共振成像技术显示脑的功能激活影像。 功能神经影像(functional neuroimaging): fMRI, PET (positron emission tomography), SPECT(single-photon emission computerized tomography ) Optical Imaging,功能 磁共振成像(fMRI),二、为什么要功能磁共振成像 研究脑功能的三种经典手段: Lesion Study Drug Manipulation Recordings of Electrical Activity (EEG、MEG) 功能磁共振成像: 无创,健康人做被试 高的空间分辨率和时间分辨率 对多种认知实验设计有很好适应性 补偿上述方法的不足,Study Question: 1.What is functional magn
2、etic resonance imaging? 2.What are the limitations of lesion studies of the brain? What are the limitations of drug studies of the brain? What are the limitations of electrophysiological studies of the brain? How can functional neuroimaging help overcome these limitations?,三、各种功能神经成像技术 正电子断层扫描技术 (positron emission tomography-PET) 脑磁图 (Magnetoencephalography-MEG) 脑电图(EEG)与事件相关电位(ERP) 注意:脑功能研究中的多模态信息的融合,四、磁共振技术的发展历史 基本上可以认为有5个阶段: 1、1920-1940:基本物理概念的建立 2、1946-1950s:核磁共振现象的发现与应用 (非生物上的应用) 3、1970s:磁共
3、振成像-MRI(生物上的成像) 4、 1980s:磁共振成像应用于医学(结构像) 5、1990s:功能磁共振成像-fMRI,1924-1940: 1924- Wolfgang Pauli 发现一个现象: 被激活的原子出现了谱线分离。 基本假设: 原子核在离散的频率上自旋。 1937-Inidor Rabi发现共振: 如果外加变化磁场的频率与原子核自旋一致,原子核就会吸收磁场的能量。 1944- Rabi获诺贝尔物理学奖,1946验证了固体的核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance NMR)现象;,1952: 获得诺贝尔物理学奖, 固体磁共振现象的发现 1950s: 物质成分的检测(波谱),Felix Bloch (Stanford) Edward Purcell (MIT),1970s利用NMR原理进行成像(生物体上) Paul Lauterbur:空间梯度的概念(定位) Peter Mansfield: echo-planar imaging-EPI概念,2003: 获得诺贝尔医学奖,对MRI的发明,1980s-MRI仪商品化并广泛应用于临床 1977: 第一台
4、人的MR 扫描仪(0.05T),Damadians FONAR Co.,By the early 80s, NMR改称MRI 。,1982:GE公司生产了1.5T第一台商业医用MR 扫描仪 1985: FDA批准了临床使用MR 扫描仪,1990s发明功能磁共振成像( fMRI) 1936: Pauling 指出合氧血红蛋白和脱氧血红蛋白的磁化率不同 1982:Thulorn论证了脱氧血红蛋白的NMR信号衰减速度比合氧血红蛋白快 1986:Fox发现,神经活动伴随区域性脑血流(rCBF)、血体积(rCBV) 、血氧和代谢等变化。 1990: Ogawa报告了大脑皮层微血管中血氧的变化,会引起局部磁场均匀性变化,从而引起NMR信号强度的变化,称血氧水平依赖性(BOLD)。,Study Question: 1. What were the two reasons for the change in terminology from “nuclear magnetic resonance” to “magnetic resonance imaging”?,五、磁共振扫描仪的组成 主磁体 (St
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