Ces radiol. 2017, 71(4):331-344 | DOI: 10.55095/CesRadiol2017/045

Funkční MR zobrazování: metodický přehled a nové perspektivyPřehledový článek

Jaroslav Tintěra, Antonín Škoch, Jan Rydlo, Ibrahim Ibrahim
Základna radiodiagnostiky a intervenční radiologie, Institut klinické a experimentální medicíny, Praha

Funkční MR zobrazování (fMRI) patří již déle než dvě dekády mezi metody, které jsou využívány k výzkumu lidského mozku, ale také při sledování funkčních změn ve spojitosti s patologickými procesy. Tento článek krátce osvětluje fyzikální a fyziologickou podstatu metod fMRI, ukazuje její výhody a limitace. Jsou zde také ukázány používané typy měření a vyhodnocení dat fMRI, včetně diskuze o jejich přednostech a omezeních. Na několika příkladech je demonstrována široká variabilita ve využití fMRI počínaje tradičním zobrazením mozkových aktivací až po modernější přístup zkoumání konektivity mozkových sítí jakožto autonomně pracujících oblastí, specializovaných na výkon určitých funkcí. Článek nemá ambice být přehledem literárních výsledků na poli fMRI, ale spíše dává čtenáři určitý návod, jak se v dané problematice zorientovat, včetně nastínění některých nových trendů v této oblasti.

Klíčová slova: funkční MR zobrazování, fMRI, metody fMRI, aplikace fMRI
Granty a financováni:

Podpořeno MZ ČR - RVO (Institut klinické a experimentální medicíny - IKEM, IČ 00023001).

Přijato: 15. listopad 2017; Zveřejněno: 1. prosinec 2017  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Tintěra J, Škoch A, Rydlo J, Ibrahim I. Funkční MR zobrazování: metodický přehled a nové perspektivy. Ces radiol. 2017;71(4):331-344. doi: 10.55095/CesRadiol2017/045.
Stáhnout citaci

Reference

  1. Roy CS, Scherington CS. On the regulation of the blood supply of the brain. J Physiol 1890; 11: 85-108. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  2. Ogawa S, Lee TM, Kay AR, Tank DW. Brain magnetic resonance imaging with contrast dependent on blood oxygenation. Proc Natl Acad Sci USA 1990; 87: 9867-9872. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  3. Ogawa S, Lee TM, Nayak AS, Glynn P. Oxygenation-sensitive contrast in magnetic resonance imaging of rodent brain at high field. Magn Reson Med 1990; 14: 68-78. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  4. Belliveau JW, Kennedy DN, McKinstry RC, Buchbinder BR, Weiskoff RM, Cohen MS, Vevea JM, Brady TJ, Rosen BR. Functional mapping of the human visual cortex by magnetic resonance imaging. Science 1991; 254: 716-719. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  5. Bandettiny PA, Wong EC, Hinks RS, Tikofsky RS, Hyde JS. Time course EPI of human brain function during task activation. Magn Reson Med 1992; 25: 390-397. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  6. Kwong KK, Beliveau JW, Chesler DA, Goldberg IE, Weiskoff RM, Poncelet BP et al. Dynamic magnetic resonance imaging of human brain activity during primary sensory stimulation. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89: 5675-5679. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  7. Bandettiny PA, Jesmanowicz A, Wong EC, Hyde JS. Processing strategies for time-course data sets in functional MRI of the human brain. Magn Res Med 1993; 30: 161-173. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  8. Friston KJ. Statistical parametric mapping and other analyses of functional imaging data. In: Toga AW, Mazziota JC. (eds.) Brain mapping: the methods. New York: Academic 1996; 363-386.
  9. Kennan RP, Zhoung J, Gore JC. Intravascular susceptibility contrast mechanisms in tissue. Magn Res Med 1994; 31: 9-21. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  10. Buxton R, Frank L. A model for the coupling between cerebral blood flow and oxygen metabolism during neural stimulation. J Cereb blood Flow Metab 1997; 14: 365-372. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  11. Brooks RA, DiChiro G. Magnetic resonance imaging of stationary blood: a review. Med Phys 1987; 14: 903-913. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  12. Thulborn KR, Waterton JC, Matthews PM, et al. Oxygenation dependence of the transverse relaxation time of water protons in whole blood at high field. Biochem Biophys Acta 1982; 714: 265-270. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  13. Weisskoff RM, Kühne S. MRI susceptometry: image-based measurements of absolute susceptibility of MR contrast agents and human blood. Magn Reson Med 1992; 24: 375-383. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  14. Brooks JCW, Faull OK, Pattinson KTS, Jenkinson M. Physiological noise in brainstem FMRI. Frontiers in Human Neuroscience 2013; 7: 1-13. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  15. Detre JA, Leigh JS, Williams DS, Koretsky AP. Perfusion imaging. Magn Reson Med 1992; 23: 37-45. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  16. Williams DS, Detre JA, Leigh JS, Koretsky AP. Magnetic resonance of perfusion using spin inversion of arterial water. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 89: 212-216. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  17. Edelman RR, Siewert B, Darby DG, Thangaraj V, Nobre AC, Mesulam MM, Warach S. Qualitative mapping of cerebral blood flow and functional localization with echo-planar imaging and signal targeting with alternating radio frequency. Radiology 1994; 192: 513-520. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  18. Kim SG. Quantification of relative cerebral blood flow change by flow-sensitive alternating inversion recovery (FAIR) technique: application to functional imaging. Magn Reson Med 1995; 34: 293-301. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  19. Kwong KK, Chesler DA, Weisskoff RM, Donahue KM, Davis TL, Ostergaard L, Campbell TA, Rosen BR. MR perfussion studies with T1-weighted echo planar imaging. Magn Reson Med 1995; 34: 878-887. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  20. Wong EC, Buxton RB, Frank LR. Quantitative imaging of perfussion using a single subtraction. Magn Reson Med 1998; 39: 702-709. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  21. Lu H, Golay X, Pekar JJ, Van Zijl PC. Functional magnetic resonance imaging based on changes in vascular space occupancy. Magn Reson Med 2003; 50: 263-274. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  22. Tintěra J, Gawehn J, Stoeter P. Evaluation software for fMRI. Computer assisted radiology and surgery. Elsevier Science 1997; 93-98.
  23. Tintěra J, Gawehn J, Klose U, Treede RD, Stoeter P. Zobrazování funkční aktivity mozku metodou MR. Ces Radiol 1997; 51(4): 210-222.
  24. Smith SM, Fox PT, Miller KL, Glahn DC, Fox PM, Mackay CE, et al. Correspondence of the brain's functional architecture during activation and rest. Proc Natl Acad Sci USA 2009; 106: 13040-13045. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  25. Friston KJ, Holmes AP, Worsley KJ, et al. Statistical parametric maps in functional imaging: General linear approach. Hum Brain Mapp 1995; 2: 189-210. Přejít k původnímu zdroji...
  26. Lange N, Strother SC, et al. Plurality and resemblance in fMRI data analysis. Neuroimage 1999; 10: 282-303. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  27. Calhoun VD, Adali T, Pearlson GD, van Zijl PCM, Pekar JJ. Independent component analysis of fMRI data in the complex domain. Magn Reson Med 2002; 48: 180-192. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  28. Eklund A, Nichols TE, Knutsson H. Cluster failure: why fMRI inferences for spatial extent have inflated false-positive rates. Proc Natl Acad Sci USA 2016; 113: 7900-7905. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  29. Rammani N, Behrens TE, Penny W, Matthews PM. New approaches for exploring anatomical and functional connectivity in the human brain. Biol Psychiatry 2004; 56: 613-619. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  30. Friston KJ, Frith C, Liddle PP, Frackowiak R. The principal component analysis of large (PET) data sets. J Cereb Blood Flow Metab 1993; 13: 5-14. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  31. McKeown MJ, Makeig S, et al. Analysis of fMRI data by blind separation into independent spatial components. Hum Brain Map 1998; 6: 160-188. Přejít k původnímu zdroji...
  32. Vlieger EJ, Majoie CB, Leenstra S, den Heeten G. Functional magnetic resonance imaging for neurosurgical planning in neurooncology. Eur Radiol 2004; 14: 1143-1153. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  33. Lestak J, Tintera J, Zahlava J, Sverepa M, Rozsival P. Functional Magnetic Resonance in Binasal Hemianopia. J Clin Exp Ophthalmol 2015; 6: 470.
  34. Spaniel F, Tintera J, Hajek T, Horacek J, Dezortova M, Hajek M, Dockery C, Kozeny J, Höschl C. Language lateralization in monozygotic twins discordant and concordant for schizophrenia. A functional MRI pilot study. Eur Psychiatry 2007; 22(5): 319-322. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

Tento článek je publikován v režimu tzv. otevřeného přístupu k vědeckým informacím (Open Access), který je distribuován pod licencí Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0), která umožňuje distribuci, reprodukci a změny, pokud je původní dílo řádně ocitováno. Není povolena distribuce, reprodukce nebo změna, která není v souladu s podmínkami této licence.