Fonctionnel imagerie par résonance magnétique (IRMf) est une technique d'imagerie par résonance magnétique utilisée pour imager les changements physiologiques dans le corps. Il est basé sur les principes physiques de la résonance magnétique nucléaire. Dans un sens plus étroit, le terme est utilisé en relation avec l'examen des cerveau domaines.
Qu'est-ce que l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle?
L'IRM classique affiche des images statiques des organes et tissus correspondants, tandis que l'IRMf reproduit les changements d'activité dans le cerveau à travers des images tridimensionnelles lors de l'exécution d'activités spécifiques. Basé sur imagerie par résonance magnétique (IRM), le physicien Kenneth Kwong a développé l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour l'imagerie des changements d'activité dans différents cerveau zones. Cette méthode les mesures changements cérébraux sang flux qui sont associés à des changements d'activité dans les zones cérébrales correspondantes via un couplage neurovasculaire. Cette méthode tire parti de l'environnement chimique différent du Hydrogénation noyaux dans le hémoglobine of oxygène-appauvri et oxygéné sang. Oxygéné hémoglobine (oxyhémoglobine) est diamagnétique, tandis que oxygène-l'hémoglobine libre (désoxyhémoglobine) a des propriétés paramagnétiques. Les différences dans les propriétés magnétiques de sang sont également connus sous le nom de BOLD effet (effet dépendant du niveau d'oxygénation sanguine). Les processus fonctionnels dans le cerveau sont enregistrés sous la forme de séries d'images transversales. De cette manière, les changements d'activité dans les zones cérébrales individuelles peuvent être étudiés au moyen de tâches spécifiques effectuées sur les sujets de test. Cette méthode est initialement utilisée pour la recherche fondamentale pour comparer les modèles d'activité chez des sujets témoins sains avec les activités cérébrales d'individus atteints de troubles mentaux. Cependant, dans un sens plus large, le terme fonctionnel imagerie par résonance magnétique comprend toujours l'imagerie cinématique par résonance magnétique, qui décrit la représentation en mouvement de divers organes.
Fonction, effet et objectifs
L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle est un développement ultérieur de l'imagerie par résonance magnétique (IRM). L'IRM classique affiche des images statiques des organes et tissus correspondants, tandis que l'IRMf reflète les changements d'activité dans le cerveau à travers des images tridimensionnelles lors de l'exécution d'activités spécifiques. Ainsi, à l'aide de cette méthode non invasive, le cerveau peut être observé dans différentes situations. Comme pour l'IRM classique, la base physique de la mesure est initialement basée sur la résonance magnétique nucléaire. Ici, les spins des protons du hémoglobine sont alignés longitudinalement en appliquant un champ magnétique statique. Un champ alternatif haute fréquence appliqué transversalement à cette direction d'aimantation assure la déviation transversale de l'aimantation vers le champ statique jusqu'à ce que la résonance (fréquence de Lamor) soit atteinte. Si le champ haute fréquence est désactivé, il faut un certain temps sous dissipation d'énergie jusqu'à ce que l'aimantation s'aligne à nouveau le long du champ statique. Cette détente le temps est mesuré. En IRMf, la circonstance de magnétisation différente de la désoxyhémoglobine et de l'oxyhémoglobine est exploitée. Il en résulte des lectures différentes pour les deux formes en raison de l'influence de oxygène. Cependant, comme le rapport de l'oxyhémoglobine à la désoxyhémoglobine change constamment au cours des processus physiologiques dans le cerveau, des enregistrements en série sont effectués dans le cadre de l'IRMf, qui enregistre les changements à chaque instant. Ainsi, dans une fenêtre de temps de quelques secondes, l'activité neuronale peut être visualisée avec une précision millimétrique. Expérimentalement, l'emplacement de l'activité neuronale est déterminé par des mesures du signal de résonance magnétique à deux moments différents. Tout d'abord, la mesure est effectuée dans un état de repos puis dans un état excité. Ensuite, la comparaison des enregistrements est effectuée dans une procédure de test statistique et les différences statistiquement significatives sont attribuées spatialement. À des fins expérimentales, le stimulus peut être présenté au sujet plusieurs fois. Cela signifie généralement qu'une tâche est répétée fréquemment. Les différences par rapport à la comparaison des données de la phase de stimulation avec les résultats de mesure de la phase de repos sont calculées puis affichées sous forme d'image. Grâce à cette procédure, il a été possible de déterminer quelles zones du cerveau sont actives au cours de quelle activité, ainsi que les différences de certaines zones cérébrales dans les troubles psychologiques par rapport à un cerveau sain. En plus de la recherche fondamentale, qui fournit des résultats importants pour le diagnostic des troubles psychologiques, la méthode est également utilisée directement dans la pratique clinique. La principale application clinique de l'IRMf est la localisation des zones cérébrales pertinentes pour le langage lors de la préparation des opérations pour tumeurs cérébrales. L'objectif est de faire en sorte que cette zone soit largement épargnée lors de la chirurgie. D'autres applications cliniques de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle concernent l'évaluation des patients souffrant de troubles de la conscience, tels que coma, coma de veille ou MCS (état de conscience minimale).
Risques, effets secondaires et dangers
Malgré le grand succès de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, cette méthode doit également être considérée d'un œil critique en termes de validité. Des corrélations significatives entre certaines activités et l'activation des zones cérébrales correspondantes pourraient être établies. L'importance de certaines zones du cerveau pour les troubles psychologiques est également devenue plus claire. Cependant, seuls les changements de la charge en oxygène de l'hémoglobine sont mesurés ici. Parce que ces processus peuvent être localisés dans des zones cérébrales spécifiques, on suppose que ces zones cérébrales sont également activées en raison du couplage neurovasculaire. Ainsi, le cerveau ne peut pas être observé directement en train de penser. Il faut noter que la modification du flux sanguin ne se produit qu'après une période de latence de plusieurs secondes après l'activité neuronale. Par conséquent, la cartographie directe est parfois rendue difficile. Cependant, un avantage de l'IRMf par rapport aux autres méthodes d'examen neurologique non invasives est la bien meilleure localisation spatiale des activités. Cependant, la résolution temporelle est beaucoup plus faible. La détermination indirecte des activités neuronales par des mesures du débit sanguin et des oxygénations d'hémoglobine génère également une certaine incertitude. Ainsi, une latence de plus de quatre secondes est supposée. Reste à déterminer si des activités neuronales fiables peuvent être supposées pour des stimuli plus courts. Cependant, il existe également des limitations techniques à l'application de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, en partie sur BOLD l'effet n'est pas produit seulement par le sang bateaux mais aussi par le tissu cellulaire adjacent aux vaisseaux.
