Mudanças na atividade do fluxo sanguíneo são registradas por ressonância magnética funcional (fMRI). O método é usado para determinar a localização das artérias, para avaliar a microcirculação dos centros de visão, fala, movimento e o córtex de alguns outros centros funcionais. Uma característica do mapeamento é que o paciente é solicitado a realizar determinadas tarefas que aumentam a atividade do centro cerebral desejado (ler, escrever, falar, mover as pernas).

Na etapa final, o software gera uma imagem somando tomogramas convencionais camada por camada e imagens do cérebro com carga funcional. O complexo de informações é exibido por um modelo tridimensional. A modelagem espacial permite que especialistas estudem o objeto detalhadamente.

Juntamente com a espectroscopia de ressonância magnética, o estudo revela todas as características metabólicas das formações patológicas.

Princípios da ressonância magnética funcional do cérebro

A ressonância magnética baseia-se no registro da radiofrequência alterada de átomos de hidrogênio em meio líquido após exposição a um forte campo magnético. A varredura clássica mostra componentes de tecidos moles. Para melhorar a visibilidade dos vasos sanguíneos, é realizado contraste intravenoso com gadolínio paramagnético.

A ressonância magnética funcional registra a atividade de áreas individuais do córtex cerebral, levando em consideração o efeito magnético da hemoglobina. Após liberar moléculas de oxigênio para os tecidos, a substância torna-se paramagnética, cuja radiofrequência é captada pelos sensores do aparelho. Quanto mais intenso for o suprimento sanguíneo ao parênquima cerebral, melhor será o sinal.

A magnetização do tecido é ainda melhorada pela oxidação da glicose. A substância é necessária para garantir os processos de respiração tecidual dos neurônios. As alterações na indução magnética são registradas pelos sensores do dispositivo e processadas por um software. Dispositivos de alto campo criam resolução de alta qualidade. O tomograma mostra uma imagem detalhada de peças com diâmetro de até 0,5 mm.

Os estudos funcionais de ressonância magnética registram sinais não apenas dos gânglios da base, do córtex cingulado e do tálamo, mas também de tumores malignos. As neoplasias possuem uma rede vascular própria, por meio da qual a glicose e a hemoglobina entram na formação. O rastreamento de sinal permite estudar os contornos, o diâmetro e a profundidade da penetração do tumor na substância branca ou cinzenta.

O diagnóstico funcional da ressonância magnética do cérebro requer as qualificações de um médico radiologista. Diferentes zonas do córtex são caracterizadas por diferentes microcirculações. A saturação com hemoglobina e glicose afeta a qualidade do sinal. A estrutura da molécula de oxigênio e a presença de átomos substitutos alternativos devem ser levadas em consideração.

Um forte campo magnético aumenta a meia-vida do oxigênio. O efeito funciona quando a potência do dispositivo é superior a 1,5 Tesla. Instalações mais fracas não podem deixar de estudar a atividade funcional do cérebro.

É melhor determinar a intensidade metabólica do suprimento sanguíneo ao tumor usando equipamento de alto campo com potência de 3 Tesla. A alta resolução permitirá registrar uma pequena lesão.

A eficácia do sinal é cientificamente chamada de “resposta hemodinâmica”. O termo é usado para descrever a velocidade dos processos neurais com um intervalo de 1-2 segundos. O suprimento sanguíneo aos tecidos nem sempre é suficiente para estudos funcionais. A qualidade do resultado é melhorada pela administração adicional de glicose. Após a estimulação, o pico de saturação ocorre após 5 segundos, quando a varredura é realizada.

Características técnicas de um estudo funcional de ressonância magnética do cérebro

O diagnóstico funcional de ressonância magnética baseia-se no aumento da atividade neuronal após a estimulação da atividade cerebral por uma pessoa que realiza uma tarefa específica. Um estímulo externo causa estimulação da atividade sensorial ou motora de um centro específico.

Para rastrear a área, um modo de eco gradiente é ativado com base em uma sequência eco-planar pulsada.

A análise do sinal da zona ativa na ressonância magnética é feita rapidamente. O registro de um tomograma é realizado em intervalo de 100 ms. Os diagnósticos são realizados após a estimulação e durante o período de descanso. O software usa tomogramas para calcular focos de atividade neuronal, sobrepondo áreas de sinal amplificado em um modelo tridimensional do cérebro em repouso.

Para os médicos responsáveis ​​pelo tratamento, este tipo de ressonância magnética fornece informações sobre processos fisiopatológicos que não podem ser rastreados por outros métodos de diagnóstico. O estudo das funções cognitivas é necessário para que os neuropsicólogos possam diferenciar doenças mentais e psicológicas. O estudo ajuda a verificar focos epilépticos.

O mapa de mapeamento final não mostra apenas áreas de maior estimulação funcional. As imagens visualizam zonas de atividade sensório-motora e auditiva da fala ao redor do foco patológico.

Mapear a localização dos canais cerebrais é chamado de tractografia. O significado funcional da localização do trato óptico piramidal antes do planejamento da intervenção cirúrgica permite que os neurocirurgiões planejem corretamente a localização das incisões.

O que a ressonância magnética mostra?

A ressonância magnética de alto campo com testes funcionais é prescrita conforme indicação quando é necessário estudar as bases fisiopatológicas do funcionamento das áreas motora, sensorial, visual e auditiva do córtex cerebral. Os neuropsicólogos utilizam pesquisas em pacientes com distúrbios de fala, atenção, memória e funções cognitivas.

Usando fMRI, uma série de doenças são detectadas no estágio inicial - Alzheimer, Parkinson, desmielinização na esclerose múltipla.

O diagnóstico funcional em diferentes centros médicos é realizado em diferentes instalações. O diagnosticador sabe o que mostra uma ressonância magnética do cérebro. É necessária uma consulta com um especialista antes do exame.

Resultados de alta qualidade são obtidos através da digitalização com um forte campo magnético. Antes de escolher um centro médico, recomendamos que você conheça o tipo de aparelho instalado. As qualificações de um especialista que deve ter conhecimento sobre os componentes funcionais e estruturais do cérebro são importantes.

O futuro do diagnóstico funcional de ressonância magnética na medicina

Estudos funcionais foram recentemente introduzidos na medicina prática. As capacidades do método não são suficientemente utilizadas.

Os cientistas estão desenvolvendo técnicas para visualizar sonhos e ler mentes usando ressonância magnética funcional. Propõe-se o uso da tomografia para desenvolver um método de comunicação com pessoas paralisadas.

  • Excitabilidade neuronal;
  • Atividade mental;
  • Grau de saturação do córtex cerebral com oxigênio e glicose;
  • A quantidade de hemoglobina desoxilada nos capilares;
  • Áreas de expansão do fluxo sanguíneo;
  • Nível de oxiemoglobina nos vasos sanguíneos.

Vantagens do estudo:

  1. Imagem temporária de alta qualidade;
  2. Resolução espacial superior a 3 mm;
  3. Possibilidade de estudar o cérebro antes e depois da estimulação;
  4. Inocuidade (quando comparado com PET);
  5. Falta de invasividade.

O uso generalizado da ressonância magnética funcional do cérebro é limitado pelo alto custo do equipamento, cada exame único, pela impossibilidade de medir diretamente a atividade neuronal e não pode ser realizada em pacientes com inclusões metálicas no corpo (clipes vasculares, implantes auditivos).

O registro do metabolismo funcional do córtex cerebral tem grande valor diagnóstico, mas não é um indicador preciso para a avaliação dinâmica das alterações cerebrais durante o tratamento, após a cirurgia.

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Desde junho de 2009, um grupo de ressonância magnética funcional (fMRI) do cérebro trabalha no Centro de Diagnóstico de Radiação do LRC. Os especialistas do grupo realizam pesquisas científicas e visitas a pacientes. O grupo desenvolveu uma série de testes para pacientes que serão submetidos a uma neurocirurgia ou a um programa de reabilitação. Os testes permitem mapear funções motoras, de fala, perceptivas e executivas.

Os resultados obtidos como parte da pesquisa fundamental e aplicada realizada pelo grupo de ressonância magnética funcional do cérebro foram relatados em:

  • Seminário de Moscou sobre Ciência Cognitiva (Moscou, 2011, 2014);
  • reunião anual da Sociedade Radiológica da América do Norte (RSNA, Chicago, 2011, 2014);
  • Conferência Radiológica Europeia (ECR, Viena, 2012, 2013, 2014, 2015);
  • conferência “Ciência cognitiva em Moscou: novas pesquisas” (Moscou, 2011, 2013);
  • II Conferência sobre Neuroimagem Funcional (Moscou, 2012);
  • Congresso da Associação Russa de Radiologistas (Moscou, 2014);
  • Conferência ESLP em Roterdão (Holanda, 2014);
  • 2º Workshop Internacional “Mecanismos neurocognitivos de percepção visual consciente e inconsciente” (Delmenhorst, 2014);
  • Conferência de usuários de scanners de ressonância magnética da SIEMENS “MAGNETOM Club” (2012);
  • V e VI Conferência Internacional sobre Ciência Cognitiva (Kaliningrado, 2012, 2014);
  • V, VI e VIII Congresso Nacional Russo de Diagnosticadores e Terapeutas de Radiação “Radiologia-2011, 2012, 2014” (Moscou, 2011, 2012, 2014);
  • “Congresso Nacional de Radiologistas” (Moscou, 2012);
  • 6ª Conferência Anual Fulbright (Moscou, 2013);
  • Congresso Internacional de Moscou dedicado ao 110º aniversário do nascimento de Alexander Romanovich Luria" (2012);
  • Conferência Europeia sobre Percepção Visual (Alghero, Sardenha, Itália, 2012);
  • Reunião Anual da Vision Science Society (VSS-2012);
  • XIV Leituras Internacionais em Memória de L.S. Vigotski;
  • Conferência Científica de Afasiologia (SoA – 2014);
  • Conferência “Problemas modernos de neuropsicologia e psicofisiologia”, dedicada ao 85º aniversário do nascimento de Evgenia Davydovna Chomskaya;
  • “A Grande Ilusão da Consciência - 4: fenômenos, experimentos, modelos” (São Petersburgo, 2014);
  • série de seminários temáticos “estudos da fala por fMRI: do desenho experimental à análise de dados” (Moscou, 2013);
  • “Introdução ao BOLD-fMRI e DTI” (Moscou, 2013);
  • “Ressonância magnética funcional do cérebro: ciência e prática” (Moscou, 2014).

No dia 22 de abril de 2014, foi realizado na Instituição Orçamentária Federal do Estado “LRC” do Ministério da Saúde o seminário de um dia “Ressonância magnética funcional do cérebro: ciência e prática”. O grupo de fMRI está ativamente envolvido no ensino. cursos de palestras e exercícios práticos na fMRI do cérebro:

  • Pechenkova E.V. Workshop especial no âmbito do curso “Problemas teóricos e metodológicos da ciência cognitiva” no programa de mestrado da Universidade Estatal Russa de Humanidades “Psicologia da Cognição e Ciências Cognitivas” (2009-2012)
  • Pechenkova E.V., Rumshiskaya A.D. Possibilidades modernas de métodos de diagnóstico de radiação Curso eletivo para estudantes da Faculdade de Medicina Física da Universidade Estadual de Moscou com base no Centro de Diagnóstico de Radiação (CDC) da Instituição Orçamentária do Estado Federal "Centro de Tratamento e Reabilitação" do Ministério da Saúde de a Federação Russa http://www.fbm.msu.ru/stud/lechdelo/el/2013_autumn/xray.php
  • Vlasova R.M. Curso “Aspectos neuropsicológicos dos métodos de neuroimagem” no Departamento de Neuro e Patopsicologia da Universidade Estadual de Moscou em homenagem a M.V. Lomonosov (2014)
  • Pechenkova E.V., Vlasova R.M. “Ressonância magnética funcional na pesquisa e trabalho clínico de um psicólogo” - cursos organizados pela “Comunidade Russa de Jovens Psicólogos” (2012, 2013)
  • Pechenkova E.V. Palestra científica popular na Hyperion: “Ressonância magnética funcional, ou o trabalho do cérebro em imagens” (Moscou, 2013)

Separado palestras em seminários educacionais e escolas científicas:

  • no seminário “estudos de fala por fMRI: do desenho experimental à análise de dados”, organizado pelo Centro de Fonoaudiologia e Neurorreabilitação e pela Escola Superior de Economia (26 a 29 de março de 2013);
  • no seminário “Introdução ao BOLD-fMRI e DTI”, organizado pelo Instituto de Pesquisa em Cirurgia e Traumatologia Pediátrica de Emergência com o apoio da Neurobótica (29 de outubro de 2013);
  • na Summer Neurolinguistic School (1 a 5 de setembro de 2014);
  • na Escola de Verão sobre Psicologia Cognitiva da Memória de Karl Duncker (1º de setembro de 2014);
  • na escola “Métodos ativos e passivos de mapeamento cerebral”, organizada pela Rede Nacional de Escolas de Pós-Graduação em Biotecnologia em Neurociências (BioN), de 1 a 4 de novembro de 2014;
  • na escola de verão Russian Reporter 2014, workshop “Linguagem-Cérebro”;
  • na Escola Psicológica de Inverno de Toda a Rússia da Universidade Estatal Russa de Humanidades (Moscou, 2011).

A ressonância magnética funcional do cérebro tornou-se difundida desde a década de 1990. A introdução da técnica contribuiu para a identificação de algumas formações malignas (tumores), mais difíceis de detectar por outros métodos. As características dos estudos funcionais de ressonância magnética do tecido cerebral são a avaliação de alterações no suprimento sanguíneo devido a alterações na estimulação neural da medula espinhal e do cérebro. A capacidade de obter resultados de ressonância magnética de alta qualidade se deve ao aumento do fluxo sanguíneo para a área do cérebro que está funcionando ativamente.

Os especialistas estudaram a atividade normal do córtex cerebral e o estado dos tecidos nos tumores, o que possibilitou o diagnóstico diferencial da patologia. Diferenças no sinal de RM em condições normais e patológicas tornam a neuroimagem um método diagnóstico indispensável.

A neuroimagem começou a ser desenvolvida em 1990, quando a ressonância magnética funcional passou a ser ativamente utilizada para o diagnóstico de formações cerebrais devido à sua alta confiabilidade e à ausência de exposição à radiação do paciente. O único inconveniente do método é a necessidade de o paciente permanecer por muito tempo na mesa de exame.

Base morfológica da ressonância magnética funcional do cérebro

A glicose não é um substrato importante para o funcionamento do cérebro, mas na sua ausência, o funcionamento dos canais neurais que garantem o funcionamento fisiológico do tecido cerebral é perturbado.

A glicose entra nas células através dos vasos sanguíneos. Ao mesmo tempo, o oxigênio ligado à molécula de hemoglobina dos glóbulos vermelhos entra no cérebro. As moléculas de oxigênio participam dos processos de respiração dos tecidos. Depois que o oxigênio é consumido pelas células cerebrais, ocorre a oxidação da glicose. As reações bioquímicas durante a respiração dos tecidos contribuem para alterações na magnetização dos tecidos. O processo de ressonância magnética induzido é registrado por software, permitindo a obtenção de uma imagem tridimensional com cada detalhe cuidadosamente retratado.

Alterações nas propriedades magnéticas do sangue ocorrem em quase todos os tumores cerebrais malignos. O fluxo sanguíneo excessivo é determinado pelo software quando comparado com valores normais. Fisiologicamente, diferentes sinais de RM são observados no córtex cingulado, no tálamo e nos gânglios da base.

O baixo fluxo pode ser observado no lobo parietal, lateral e frontal. Alterar a microcirculação dessas áreas altera bastante a sensibilidade do sinal.

O diagnóstico funcional de ressonância magnética depende da condição e da quantidade de hemoglobina na área que está sendo examinada. A molécula da substância pode conter oxigênio ou seus substitutos alternativos. Sob a influência de um forte campo magnético, o oxigênio oscila, o que distorce a qualidade do sinal. A magnetização do canal leva a uma rápida meia-vida do oxigênio. A exposição a um forte campo magnético aumenta a meia-vida de uma substância.

Com base nas informações, pode-se concluir que o sinal de RM é de maior qualidade em áreas do cérebro saturadas de oxigênio. As formações cerebrais malignas têm uma rede vascular densa, por isso são claramente visualizadas nas tomografias. Para resultados de alta qualidade, a intensidade do campo magnético deve estar acima de 1,5 Tesla. A sequência de pulsos leva a um aumento na meia-vida.

A atividade do sinal de RM registrado a partir da atividade dos neurônios é chamada de “resposta hemodinâmica”. O termo define a velocidade dos processos neurais. O valor fisiológico do parâmetro é de 1-2 segundos. Este intervalo é insuficiente para um diagnóstico de alta qualidade. Para obter boa visualização das lesões que ocupam espaço cerebral, a ressonância magnética é realizada com estimulação adicional com glicose. Após sua administração, o pico de atividade é observado após 5 segundos.

Diagnóstico funcional de ressonância magnética para câncer cerebral

O uso da ressonância magnética em neurorradiologia está se expandindo. Para diagnosticar tumores do cérebro e da medula espinhal, não são utilizados apenas estudos funcionais. Recentemente, os métodos modernos tornaram-se cada vez mais difundidos:

Ponderado por perfusão;
Difusão;
Estudo rico em contraste (BOLD).

O contraste BOLD após a saturação de oxigênio ajuda a diagnosticar a atividade do córtex sensorial, motor e dos focos da fala de Wernicke e Broca.

O método baseia-se na gravação de um sinal após estimulação específica. Diagnóstico funcional da ressonância magnética quando comparado com outros métodos (PET, tomografia computadorizada de emissão, eletroencefalografia) A ressonância magnética funcional ajuda a obter uma imagem com resolução espacial.

Para entender a essência da imagem gráfica do cérebro durante a ressonância magnética, tiramos imagens do tecido cerebral após a ressonância magnética após a leitura das imagens “brutas” (a), combinando vários tomogramas (b).

A atividade motora do córtex cerebral após utilização do método dos coeficientes de correlação permite obter uma imagem espacial dos resultados com visualização de zonas de aumento da atividade magnética. A área de Broca na ressonância magnética funcional é determinada após o processamento de tomogramas “brutos”. A estimulação dos coeficientes de correlação ajuda a gerar um gráfico da relação de intensidade do sinal em um determinado período de tempo.

As tomografias a seguir mostram o quadro de um paciente com ependimoma aplástico - tumor com aumento da excitabilidade na área responsável pela atividade do córtex cerebral funcional.

O gráfico mostra as áreas ativas nas quais a neoplasia maligna está localizada. Após a obtenção dos dados tomográficos, foi realizada ressecção subtotal para excisão da área patológica.

As imagens de ressonância magnética a seguir mostram um glioblastoma. O diagnóstico funcional permite uma visualização de alta qualidade desta formação. Esta área contém a zona responsável pela atividade dos dedos da mão direita. As imagens mostram atividade aumentada em áreas após estimulação com glicose. O diagnóstico funcional de ressonância magnética para glioblastoma, neste caso, permitiu visualizar com precisão a localização e o tamanho da formação. A localização do câncer no córtex motor levará à falha dos movimentos dos dedos da mão direita quando aparecerem células atípicas no córtex cerebral.

Para algumas formações, a ressonância magnética funcional do cérebro mostra várias dezenas de imagens diferentes resultantes de mudanças dinâmicas no sinal de RM com distorção de até 5%. Com tanta diversidade, é difícil estabelecer a localização correta da formação patológica. Para eliminar a subjetividade da avaliação visual, é necessário o processamento de software de imagens “brutas” obtidas por meio de métodos estatísticos.

Para obter resultados de alta qualidade no diagnóstico funcional de ressonância magnética em comparação com o análogo tradicional, é necessária a assistência do paciente. Com preparação cuidadosa, o metabolismo da glicose e do oxigênio aumenta, o que reduz o número de resultados falsos positivos e artefatos.

O alto equipamento técnico dos scanners de ressonância magnética permite melhorar a imagem.

O uso mais comum da ressonância magnética funcional é a visualização das principais áreas de atividade do córtex cerebral - visual, fala, motora.

Estudo funcional de ressonância magnética do cérebro - experimentos clínicos

A estimulação visual de áreas corticais usando ressonância magnética funcional pelo método J. Belliveau envolve estimulação visual usando contraste em bolus com gadolínio. A abordagem permite registrar a queda do sinal de eco devido à diferença de sensibilidade entre o contraste que passa pelos vasos e pelos tecidos circundantes.

Estudos clínicos descobriram que a estimulação visual de áreas corticais na luz e no escuro é acompanhada por uma diferença na atividade de aproximadamente 30%. Esses dados foram obtidos a partir de exames em animais.

Os experimentos foram baseados em uma técnica de determinação do sinal obtido da desoxihemoglobina, que possui habilidades paramagnéticas. Durante os primeiros 5 minutos após estimular a atividade cerebral com glicose, o processo de glicólise anaeróbica é ativado.

A estimulação leva ao aumento da atividade de perfusão dos neurônios, uma vez que a microcirculação após a entrada da glicose é significativamente aumentada devido à diminuição da concentração de desoxihemoglobina, substância que transporta dióxido de carbono.

As tomografias ponderadas em T2 mostram aumento na atividade do sinal - a técnica é chamada de contraste BOLD.

Esta técnica de contraste funcional não é perfeita. Ao planejar operações neurocirúrgicas em tumores, é necessário um estudo rotineiro e funcional.

A dificuldade da ressonância magnética funcional reside na necessidade do paciente realizar ações ativadoras. Para isso, através do interfone, a operadora transmite uma tarefa que a pessoa deve realizar com especial cuidado.

O treinamento do paciente deve ser realizado antes do exame funcional de ressonância magnética. A paz mental e a preparação para a atividade física são necessárias com antecedência.

O processamento estatístico dos resultados, quando realizado corretamente, permite examinar cuidadosamente os tomogramas “brutos” e criar uma imagem tridimensional com base neles. Para avaliar corretamente os valores, é necessário realizar não só uma avaliação estrutural, mas também funcional do estado do córtex cerebral. Os resultados do exame são avaliados simultaneamente por um neurocirurgião e um neurologista.

A introdução da ressonância magnética com testes funcionais na prática médica de massa é impedida pelas seguintes restrições:

1. Altos requisitos para o tomógrafo;
2. Falta de desenvolvimentos padronizados em relação às tarefas;
3. Aparecimento de resultados falsos e artefatos;
4. A realização de movimentos involuntários por uma pessoa;
5. Presença de objetos metálicos no corpo;
6. A necessidade de estimuladores auditivos e visuais adicionais;
7. Alta sensibilidade dos metais às sequências ecoplanares.

As contra-indicações listadas limitam a divulgação do estudo, mas podem ser eliminadas desenvolvendo cuidadosamente recomendações para ressonância magnética.

Os principais objetivos da ressonância magnética funcional:

Análise da localização do foco patológico para prever o curso da intervenção cirúrgica de um tumor, avaliando a atividade funcional;
Planejar craniotomia em áreas distantes das áreas de atividade cerebral principal (visual, fala, motora, sensorial);
Selecionando um grupo de pessoas para mapeamento invasivo.

Os estudos funcionais correlacionam-se significativamente com a estimulação direta da atividade cortical do tecido cerebral com eletrodos especiais.

A ressonância magnética funcional é de maior interesse para os médicos russos, uma vez que o mapeamento em nosso país está apenas começando a se desenvolver. Para o planejamento das atividades operacionais, a ressonância magnética com testes funcionais é de grande interesse.

Assim, os estudos funcionais de ressonância magnética em nosso país estão no nível dos testes práticos. O uso frequente do procedimento é observado em tumores supratentoriais, quando o exame de ressonância magnética é um complemento necessário à fase pré-operatória.

Concluindo, destacamos aspectos modernos do desenvolvimento da tecnologia cérebro-computador. Com base nesta tecnologia, está sendo desenvolvida uma “simbiose computacional”. A combinação de eletroencefalografia e ressonância magnética permite criar uma imagem completa do funcionamento do cérebro. Ao sobrepor um estudo ao outro, obtém-se uma imagem de alta qualidade que indica a relação entre as características anatômicas e funcionais do funcionamento dos neurônios.

Ressonância magnética funcional(fMRI) é uma técnica de ressonância magnética que mede a resposta hemodinâmica (mudança no fluxo sanguíneo) associada à atividade neuronal. A fMRI não nos permite ver diretamente a atividade elétrica dos neurônios, mas o faz indiretamente, graças ao fenômeno da interação neurovascular. Esse fenômeno é uma alteração regional no fluxo sanguíneo em resposta à ativação de neurônios próximos, pois quando sua atividade aumenta, eles necessitam de mais oxigênio e nutrientes trazidos pelo fluxo sanguíneo.

Princípios básicos da ressonância magnética funcional. fMRI é uma técnica de neuroimagem que utiliza oxi-hemoglobina e desoxi-hemoglobina nos vasos sanguíneos como agente de contraste endógeno. É utilizado o princípio do contraste BOLD (contraste dependente do nível de oxigenação do sangue) descoberto por Seiji Ogawa em 1990. O contraste BOLD é a diferença no sinal de RM em imagens usando sequências gradientes dependendo da porcentagem de desoxihemoglobina. A técnica BOLD-fMRI é a seguinte: um aumento na atividade neuronal provoca um aumento local no consumo de oxigênio. Isto leva a um aumento no nível da desoxihemoglobina paramagnética, o que reduz o nível do sinal de fMRI. Mas depois de alguns segundos, a atividade neuronal também causa um aumento no fluxo sanguíneo cerebral e no volume sanguíneo, o que leva a um aumento no fluxo sanguíneo arterial e, portanto, a um aumento na oxiemoglobina, o que aumenta o nível do sinal de fMRI. Por razões ainda desconhecidas, a quantidade de sangue oxigenado que flui em resposta à atividade neuronal excede em muito o consumo metabólico de oxigênio. Esse tipo de supercompensação da oxihemoglobina leva a uma mudança na proporção de oxihemoglobina para desoxihemoglobina, que é medida e é a base para o sinal BOLD fMRI.

Existem dois métodos principais para realizar fMRI: [ 1 ] com a medição da atividade funcional do córtex cerebral ao realizar uma tarefa específica em comparação com sua atividade em repouso/com uma tarefa de controle (a chamada tarefa-fMRI); [ 2 ] com medição da atividade funcional do córtex cerebral em repouso (o chamado fMRI em estado de repouso - RS-fMRI).

Ao realizar um estudo de fMRI com um paradigma específico, as tarefas que o sujeito realiza podem ser diferentes: motoras, visuais, cognitivas, de fala, etc. Após fMRI, os dados funcionais obtidos são submetidos à análise estatística. O resultado são informações sobre zonas de ativação na forma de mapas coloridos sobrepostos a dados anatômicos, e os mesmos dados podem ser apresentados em formato digital indicando a significância estatística da zona de ativação, seu volume e as coordenadas de seu centro no espaço estereotáxico. No entanto, nos últimos 10 anos, a ressonância magnética funcional em repouso (fMRI) tem atraído interesse crescente por parte dos pesquisadores. O princípio de sua operação permanece o mesmo da fMRI clássica (task-fMRI). A única diferença é a ausência de quaisquer paradigmas na ressonância magnética funcional (ou seja, tarefas ativas ou influências apresentadas ao paciente). Durante a fMRI, o sujeito fica em estado de repouso no scanner de ressonância magnética e é instruído a relaxar o máximo possível e não pensar em nada em particular. Existem diferentes pontos de vista em diferentes trabalhos sobre se o sujeito precisa fechar os olhos ou não. Os defensores de deixar os olhos abertos argumentam que isso evita que o sujeito adormeça.

Em que casos é realizada fMRI??

Em primeiro lugar, para fins puramente científicos: trata-se de um estudo do funcionamento do cérebro normal e da sua assimetria funcional. Essa técnica reavivou o interesse dos pesquisadores em mapear as funções cerebrais: sem recorrer a intervenções invasivas, é possível ver quais áreas do cérebro são responsáveis ​​por um determinado processo. Talvez os maiores avanços tenham sido feitos na nossa compreensão dos processos cognitivos superiores, incluindo atenção, memória e funções executivas. Tais estudos tornaram possível o uso da ressonância magnética funcional para fins práticos distantes da medicina e da neurociência (como detector de mentiras, em pesquisas de marketing, etc.).

Em segundo lugar, a fMRI está começando a ser usada ativamente na medicina prática, em particular, para mapeamento pré-operatório de funções básicas (motoras, fala) antes de intervenções neurocirúrgicas para lesões cerebrais que ocupam espaço ou epilepsia intratável. Via de regra, são avaliadas áreas motoras de braços e pernas, língua, bem como áreas de fala - de Broca e Wernicke: presença, localização relativa à lesão, presença de homólogos no hemisfério saudável, aumento compensatório da ativação em o hemisfério oposto do cérebro ou zonas secundárias. Essas informações ajudam os neurocirurgiões a avaliar o risco de déficit neurológico pós-operatório, a escolher o acesso mais conveniente e menos traumático e a sugerir a extensão da ressecção.

Terceiro, os investigadores também estão a tentar introduzir a ressonância magnética funcional na prática clínica de rotina para várias doenças neurológicas e psiquiátricas. O principal objetivo de numerosos trabalhos nesta área é avaliar as alterações no funcionamento do cérebro em resposta a danos numa ou outra das suas áreas - perda e (ou) mudança de zonas, seu deslocamento, etc., bem como dinâmica observação da reestruturação das zonas de ativação em resposta à terapia medicamentosa e (ou) medidas de reabilitação. Em última análise, estudos de fMRI realizados em pacientes de várias categorias podem ajudar a determinar o valor prognóstico de várias opções para a reestruturação funcional do córtex para restaurar funções prejudicadas e desenvolver algoritmos de tratamento ideais.

Informações adicionais sobre fMRI:

artigo “Tecnologias avançadas de neuroimagem” por M.A. Piradov, M.M. Tanashyan, M.V. Krotekova, V.V. Bryukhov, E.I. Kremneva, R. N. Konovalov; Instituição Orçamentária do Estado Federal "Centro Científico de Neurologia" (revista "Anais de Neurologia Clínica e Experimental" nº 4, 2015) [ler];

artigo “Ressonância magnética funcional” E.I. Kremneva, R. N. Konovalov, M.V. Krotekova; Centro Científico de Neurologia da Academia Russa de Ciências Médicas, Moscou (revista “Annals of Clinical and Experimental Neurology” No. 1, 2011) [ler];

artigo “O uso da ressonância magnética funcional na clínica” Belyaev A., Peck Kung K., Brennan N., Kholodny A.; Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, Laboratório Funcional de MRI, Departamento de Radiologia, Nova York, EUA (jornal eletrônico russo de radiologia, nº 1, 2014) [ler];

artigo “Ressonância magnética funcional em repouso: novas oportunidades para estudar a fisiologia e patologia do cérebro” por E.V. Seliverstova, Yu.A. Seliverstov, R. N. Konovalov, S.N. Illarioshkin FSBI "Centro Científico de Neurologia" RAMS, Moscou (jornal "Annals of Clinical and Experimental Neurology" No. 4, 2013) [ler];

artigo “Ressonância magnética funcional em repouso: possibilidades e futuro do método” de Yu.A. Seliverstov, E.V. Seliverstova, R. N. Konovalov, M.V. Krotekova, S.N. Illarioshkin, Centro Científico de Neurologia da Academia Russa de Ciências Médicas, Moscou (Boletim da Sociedade Nacional para o Estudo da Doença de Parkinson e Distúrbios do Movimento, No. 1, 2014) [ler];

artigo “Ressonância magnética funcional e neurociência” de M.B. Stark, A.M. Korostyshevskaya, M.V. Rezakova, A.A. Savelov; Instituto de Biologia Molecular e Biofísica da Seção Siberiana da Academia Russa de Ciências Médicas, Novosibirsk; Instituto "Centro Tomográfico Internacional" SB RAS, Novosibirsk; NPF "Computer Biocontrol Systems", Novosibirsk (revista "Advances of Physiological Sciences", No. 1, 2012) [ler]


© Laesus De Liro


Caros autores de materiais científicos que utilizo em minhas mensagens! Se você vê isso como uma violação da “Lei de Direitos Autorais Russa” ou gostaria de ver seu material apresentado de uma forma diferente (ou em um contexto diferente), então, neste caso, escreva para mim (no endereço postal: [e-mail protegido]) e eliminarei imediatamente todas as violações e imprecisões. Mas como o meu blog não tem qualquer finalidade (ou base) comercial [para mim pessoalmente], mas tem uma finalidade puramente educativa (e, via de regra, tem sempre um link ativo para o autor e seu trabalho científico), então eu gostaria agradeço a oportunidade de fazer algumas exceções para minhas mensagens (contrariando as normas legais existentes). Atenciosamente, Laesus De Liro.

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