血氧水平依赖功能磁共振影像在颅内功能区肿瘤中的应用（医学论文）

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1、血氧水平依赖功能磁共振影像在颅内功能区肿瘤中的应用【关键词】磁共振成像;肿瘤;诊断;综述磁共振医学成像是利用原子核的一些磁性特征进行组织成分成像显示的技术。近年来，随着磁共振新技术不断的发展，磁共振应用的范围越来越广泛，其中临床应用比较广泛的是功能磁共振成像(fMRI)技术。而血氧水平依赖法(BOLD)成像是fMRI常用的检查方法，其信号具有较高的敏感性和空间特异性。它可在无创及不需注射对比剂的情况下评价病灶与皮质功能区之间的关系及功能区的状况，因此其在颅内肿瘤的诊断和治疗研究方面的优势越来越受到人们的重视。1BOLDfMRI

2、技术的提出及其原理fMRI最早是采用静脉注射对比增强剂的方法来进行的［1］。直到1990年，OGAWA等⑵首次报道血氧的T2*效应任务刺激后,即大脑激活期间，神经元兴奋性增强，局部脑组织血流以及血氧消耗均增加，但增加的比例不同，脑血流量增加超出血流容积2〜4倍,而氧耗量仅轻微增加，血流量增加超出了氧耗量的增加。这种差异导致脑激活区的静脉血氧合血红蛋白增加，脱氧血红蛋白相对减少。脱氧血红蛋白是顺磁性物质，其铁离子有4个不成对电子，磁矩较大。脱氧血红蛋白的直接作用引起T2缩短，T2WI信号减低。当其浓度减低时可使磁化率诱导的像素内

3、失相位作用减低，导致T2和T2时间延长，T2WI信号增强。脱氧血红蛋白与氧合血红蛋白相比，具有短T2料勺特性，另外，脱氧血红蛋白较强的顺磁性破坏了局部主磁场的均匀性，使得局部脑组织的T2水缩短，这两种效应的共同结果，降低了局部磁共振信号强度。由于激活区脱氧血红蛋白含量相对降低，使得脑局部的信号强度增加，即获得激活区的功能图像。由于这种成像方法取决于局部血氧含量，被称为EOLD［3］。BOLD效应与MRI场强有关，场强越大,该效应越强。还有学者认为，激活区信号变化还与血液流入效应、血细胞比容、局部脑血容量等因素有关［4］。2神经

4、功能解剖学和生理学基础2.1大脑皮质的功能解剖、定位和分区人类大脑高度发育，大脑表面覆盖有大脑皮质，深部是大脑白质。人体外界环境的物理和化学刺激可由各种感受器转变为神经冲动，再经各种传导途径传至大脑皮质，产生感觉。人体大脑半球各部发展不平衡，发展快的皮质表面隆起，形成脑回;发展慢的皮质深陷形成脑沟和脑裂。根据一些特征性的具有解剖标志的脑沟裂可将大脑半球分为额叶、顶叶、枕叶、颖叶及脑岛叶。中央沟是额叶和顶叶、外侧裂是额叶和颍叶、顶枕沟是顶叶和枕叶的分界。大脑不同部位皮质各层的薄厚、神经元的形态、纤维的疏密以及神经元的相互联系各有

5、特点,管理支配某些基本功能的神经中枢体系如运动中枢、一般感觉中枢、视觉中枢、听觉中枢等，在大脑皮质上分别形成其特定的分布区域，并有明确的定位及范围。BRODMANN(1909)分区法将大脑皮质分成52个区，并以数字表示，例如，第一运动区为4、6区，位于中央前回和中央旁小叶的前部⑸。身体的各部位在运动区有一定的局部定位关系，即中央前回的上部及中央旁小叶前部管理下肢的运动;中央前回中部管理上肢和躯干的运动;下部管理头面部运动。身体不同部位在皮质的代表区的范围与运动的精细复杂程度有关。第一感觉区为3、1、2区;第一视觉区为17区，听

6、觉区为41区和42区。2.2大脑皮质的血液循环特征脑的血供非常丰富，其平均质量占体质量不足3%,而其血流量占全身血流量的20%,每百克脑组织血流量约为50mL/mino大脑本身没有储存能量的场所，主要依赖于血液循环供应。脑实质依靠双侧颈内动脉及双侧椎动脉供血。伴随大脑半球的高度发育，供应大脑皮质的动脉先在皮质表面反复分支形成软脑膜小的动脉丛,再由该丛发出皮质和髓质动脉深入脑实质内O另一类为中央动脉,从脑底的前穿支和脚间窝自下向上穿入脑内，逐级分支成毛细血管网，毛细血管彼此交织形成连续的吻合网。由于脑不同区域的新陈代谢和耗氧不同

7、，毛细血管网分布的疏密程度并不相同。2.3脑功能活动时的生理学变化脑功能活动时生理学变化的主要特征是局部区域脑血流量的增加，代谢水平提高，血氧含量增加［5］。当某一功能区的脑皮质神经元兴奋时，神经元细胞内递质的合成与释放增加，神经元细胞膜电位变化及突触电位变化，神经突触间的递质传递增强，以及神经兴奋随神经纤维的传导等一系列生理学改变，使兴奋的神经元细胞代谢水平增高，反应性刺激调节局部的血液循环速度加快，血流量增加，随之血氧含量增加，以保证神经元产生并维持兴奋性。3BOLDfMRI在功能区肿瘤中的应用3.1功能区肿瘤病人皮质功能

8、区变化特征颅内肿瘤由于周围存在运动、语言中枢，临床切除肿瘤时可能会由于定位不准确致病人术后出现各种功能障碍;如位于岛叶胶质瘤，极易引起神经功能障碍;优势半球额下回后部受损岀现运动性失语;颛上回后部受损岀现感觉性失语，颛叶前部损伤或切除则会影响病人的记忆功能等［6］。正常生理状