फंक्शनल चुंबकीय अनुनाद प्रतिमा (fMRI) हे एक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग तंत्र आहे जे शरीरातील शारीरिक बदलांची कल्पना करण्यासाठी वापरले जाते. हे परमाणु चुंबकीय अनुनाद च्या भौतिक तत्त्वांवर आधारित आहे. संकुचित अर्थाने, हा शब्द सक्रिय केलेल्या परीक्षेच्या संदर्भात वापरला जातो मेंदू भागात.
फंक्शनल मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंग म्हणजे काय?
शास्त्रीय एमआरआय संबंधित अवयव आणि ऊतकांच्या स्थिर प्रतिमा प्रदर्शित करते, तर एफएमआरआय शरीरातील क्रियाकलापांमध्ये बदल पुनरुत्पादित करते. मेंदू विशिष्ट क्रियाकलापांच्या कामगिरी दरम्यान त्रि-आयामी प्रतिमांद्वारे. आधारीत चुंबकीय अनुनाद प्रतिमा (MRI), भौतिकशास्त्रज्ञ केनेथ क्वॉन्ग यांनी विविध क्रियाकलापांमधील इमेजिंग बदलांसाठी फंक्शनल मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंग (fMRI) विकसित केले. मेंदू क्षेत्रे ही पद्धत उपाय सेरेब्रल मध्ये बदल रक्त न्यूरोव्हस्कुलर कपलिंगद्वारे मेंदूच्या संबंधित भागात क्रियाकलाप बदलांशी संबंधित प्रवाह. ही पद्धत मोजलेल्या वेगवेगळ्या रासायनिक वातावरणाचा फायदा घेते हायड्रोजन मध्ये केंद्रक हिमोग्लोबिन of ऑक्सिजन- कमी आणि ऑक्सिजनयुक्त रक्त. ऑक्सिजनयुक्त हिमोग्लोबिन (ऑक्सीहेमोग्लोबिन) डायमॅग्नेटिक आहे, तर ऑक्सिजन-मुक्त हिमोग्लोबिन (deoxyhemoglobin) मध्ये पॅरामॅग्नेटिक गुणधर्म आहेत. च्या चुंबकीय गुणधर्मांमधील फरक रक्त म्हणून ओळखले जातात धीट प्रभाव (रक्त-ऑक्सिजन-स्तर अवलंबित प्रभाव). मेंदूतील कार्यात्मक प्रक्रिया क्रॉस-सेक्शनल प्रतिमा मालिकेच्या स्वरूपात रेकॉर्ड केल्या जातात. अशा प्रकारे, चाचणी विषयांवर केलेल्या विशिष्ट कार्यांद्वारे वैयक्तिक मेंदूच्या क्षेत्रातील क्रियाकलापांमधील बदलांची तपासणी केली जाऊ शकते. मानसिक विकार असलेल्या व्यक्तींच्या मेंदूच्या क्रियाकलापांशी निरोगी नियंत्रण विषयातील क्रियाकलापांच्या नमुन्यांची तुलना करण्यासाठी ही पद्धत सुरुवातीला मूलभूत संशोधनासाठी वापरली जाते. तथापि, व्यापक अर्थाने, कार्यात्मक संज्ञा चुंबकीय अनुनाद प्रतिमा अजूनही किनेमॅटिक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग समाविष्ट आहे, जे विविध अवयवांच्या हलत्या प्रतिनिधित्वाचे वर्णन करते.
कार्य, परिणाम आणि उद्दीष्टे
फंक्शनल मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंग हा मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंग (MRI) चा पुढील विकास आहे. शास्त्रीय MRI संबंधित अवयव आणि ऊतींच्या स्थिर प्रतिमा प्रदर्शित करते, तर fMRI विशिष्ट क्रियाकलापांच्या कार्यप्रदर्शनादरम्यान त्रि-आयामी प्रतिमांद्वारे मेंदूतील क्रियाकलापांमधील बदल प्रतिबिंबित करते. अशा प्रकारे, या नॉन-इनवेसिव्ह पद्धतीच्या मदतीने, मेंदूला वेगवेगळ्या परिस्थितीत निरीक्षण करता येते. शास्त्रीय MRI प्रमाणे, मोजमापाचा भौतिक आधार सुरुवातीला आण्विक चुंबकीय अनुनादावर आधारित असतो. येथे, च्या प्रोटॉनची फिरकी हिमोग्लोबिन स्थिर चुंबकीय क्षेत्र लागू करून रेखांशानुसार संरेखित केले जातात. चुंबकीकरणाच्या या दिशेला अनुप्रस्थपणे लागू केलेले उच्च-फ्रिक्वेंसी अल्टरनेटिंग फील्ड अनुनाद (लॅमोर वारंवारता) पर्यंत पोहोचेपर्यंत स्थिर क्षेत्राकडे चुंबकीकरणाचे आडवा विक्षेपण सुनिश्चित करते. उच्च-फ्रिक्वेंसी फील्ड बंद असल्यास, स्थिर क्षेत्रासोबत चुंबकीकरण पुन्हा संरेखित होईपर्यंत ऊर्जा अपव्यय होण्यास काही वेळ लागतो. या विश्रांती वेळ मोजली जाते. fMRI मध्ये, deoxyhemoglobin आणि oxyhemoglobin च्या वेगवेगळ्या चुंबकीकरणाच्या परिस्थितीचा उपयोग केला जातो. च्या प्रभावामुळे दोन फॉर्मसाठी वेगवेगळे वाचन होते ऑक्सिजन. तथापि, मेंदूतील शारीरिक प्रक्रियेदरम्यान ऑक्सिहेमोग्लोबिन ते डीऑक्सीहेमोग्लोबिनचे गुणोत्तर सतत बदलत असल्याने, एफएमआरआयचा भाग म्हणून अनुक्रमांक रेकॉर्डिंग केले जातात, जे प्रत्येक वेळी बदल नोंदवतात. अशाप्रकारे, काही सेकंदांच्या कालावधीत, न्यूरोनल क्रियाकलाप मिलिमीटर अचूकतेने दृश्यमान केले जाऊ शकतात. प्रायोगिकरित्या, न्यूरोनल क्रियाकलापांचे स्थान दोन भिन्न वेळ बिंदूंवर चुंबकीय अनुनाद सिग्नलच्या मोजमापाद्वारे निर्धारित केले जाते. प्रथम, मोजमाप विश्रांतीच्या स्थितीत आणि नंतर उत्तेजित स्थितीत केले जाते. त्यानंतर, रेकॉर्डिंगची तुलना सांख्यिकीय चाचणी प्रक्रियेमध्ये केली जाते आणि सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण फरक अवकाशीयपणे नियुक्त केले जातात. प्रायोगिक हेतूंसाठी, उत्तेजना विषयाला अनेक वेळा सादर केली जाऊ शकते. याचा अर्थ सहसा एखादे कार्य वारंवार पुनरावृत्ती होते. उर्वरित टप्प्यातील मापन परिणामांसह उत्तेजनाच्या टप्प्यातील डेटाच्या तुलनेत फरक मोजला जातो आणि नंतर चित्रितपणे प्रदर्शित केला जातो. या प्रक्रियेद्वारे, मेंदूचे कोणते क्षेत्र कोणत्या क्रियाकलापादरम्यान सक्रिय आहे हे निर्धारित करणे शक्य होते. शिवाय, मानसिक विकारांमधील मेंदूच्या विशिष्ट क्षेत्रांमधील फरक आणि निरोगी मेंदू निर्धारित केले जाऊ शकतात. मूलभूत संशोधनाव्यतिरिक्त, जे मनोवैज्ञानिक विकारांच्या निदानासाठी महत्त्वपूर्ण निष्कर्ष प्रदान करते, ही पद्धत थेट क्लिनिकल प्रॅक्टिसमध्ये देखील वापरली जाते. एफएमआरआयचा मुख्य नैदानिक उपयोग म्हणजे ऑपरेशन्सच्या तयारीमध्ये भाषा-संबंधित मेंदूच्या क्षेत्रांचे स्थानिकीकरण. ब्रेन ट्यूमर. शस्त्रक्रियेदरम्यान हे क्षेत्र मोठ्या प्रमाणात वाचले जाईल याची खात्री करणे हा हेतू आहे. फंक्शनल मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंगचे इतर क्लिनिकल अॅप्लिकेशन्स चेतना विकार असलेल्या रुग्णांच्या मूल्यांकनाशी संबंधित आहेत, जसे की कोमा, जागृत कोमा, किंवा MCS (किमान जागरूक स्थिती).
जोखीम, दुष्परिणाम आणि धोके
फंक्शनल मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंगचे मोठे यश असूनही, ही पद्धत त्याच्या दृष्टीने गंभीरपणे पाहिली पाहिजे. वैधता. विशिष्ट क्रियाकलाप आणि संबंधित मेंदूच्या क्षेत्रांचे सक्रियकरण यांच्यातील महत्त्वपूर्ण सहसंबंध स्थापित केले जाऊ शकतात. मानसिक विकारांसाठी मेंदूच्या काही भागांचे महत्त्वही स्पष्ट झाले आहे. तथापि, येथे केवळ हिमोग्लोबिनच्या ऑक्सिजन लोडिंगमधील बदल मोजले जातात. या प्रक्रिया मेंदूच्या विशिष्ट भागात स्थानिकीकरण केल्या जाऊ शकतात, असे गृहीत धरले जाते की हे मेंदूचे भाग देखील न्यूरोव्हस्कुलर कपलिंगमुळे सक्रिय होतात. त्यामुळे मेंदूला थेट विचार करता येत नाही. हे लक्षात घेणे आवश्यक आहे की रक्त प्रवाहातील बदल न्यूरोनल क्रियाकलापानंतर काही सेकंदांच्या विलंब कालावधीनंतरच होतो. त्यामुळे, थेट मॅपिंग कधीकधी कठीण केले जाते. तथापि, इतर गैर-आक्रमक न्यूरोलॉजिकल तपासणी पद्धतींच्या तुलनेत fMRI चा एक फायदा म्हणजे क्रियाकलापांचे अधिक चांगले स्थानिक स्थानिकीकरण आहे. तथापि, टेम्पोरल रिझोल्यूशन खूपच कमी आहे. रक्त प्रवाह मोजमाप आणि हिमोग्लोबिन ऑक्सिजनद्वारे न्यूरोनल क्रियाकलापांचे अप्रत्यक्ष निर्धारण देखील काही अनिश्चितता निर्माण करते. अशा प्रकारे, चार सेकंदांपेक्षा जास्त विलंब गृहीत धरला जातो. कमी उत्तेजनांसाठी विश्वसनीय न्यूरोनल क्रियाकलाप गृहीत धरले जाऊ शकतात की नाही हे तपासणे बाकी आहे. तथापि, फंक्शनल मॅग्नेटिक रेझोनान्स इमेजिंगच्या वापरासाठी तांत्रिक मर्यादा देखील आहेत, ज्याचा अंशतः वस्तुस्थितीवर आधारित आहे. धीट परिणाम केवळ रक्ताद्वारे तयार होत नाही कलम पण वाहिन्यांना लागून असलेल्या सेल्युलर टिश्यूद्वारे देखील.
