¿Cuál es fMRI?

La proyección de imagen de resonancia magnética funcional (fMRI) es una técnica no invasor y segura para medir y para correlacionar las actividades del cerebro durante condiciones normales así como enfermas. Mide el cambios en el flujo de sangre del cerebro que suceso con actividad cerebral.

Paciente que es explorado y diagnosticado en un analizador de MRI (proyección de imagen de resonancia magnética) en un hospital. Haber de imagen: zlikovec/Shutterstock
Paciente que es explorado y diagnosticado en un analizador de MRI (proyección de imagen de resonancia magnética) en un hospital. Haber de imagen: zlikovec/Shutterstock

El fMRI es una técnica extensivamente usada en radiología que produzca imágenes de alta resolución con buen contraste entre diversos tejidos cerebrales. El principio de base del fMRI se basa en el hecho de que el núcleo de un átomo de hidrógeno posee la propiedad de un pequeño imán. MRI funcional utiliza el principio de resonancia magnética nuclear, que es un fenómeno físico en donde ciertos núcleos atómicos presentes en un campo magnético estacionario fuerte absorben selectivamente ondas de radio muy de alta frecuencia y producen una señal electromágnetica con una frecuencia del campo magnético en el núcleo.

En fMRI, un campo se aplica para alinear los átomos de hidrógeno que se orientan de otra manera aleatoriamente dentro de los núcleos del agua del tejido del interés. Sobre la aplicación de un pulso magnético de la radiofrecuencia en una frecuencia apropiada, estos núcleos absorben energía y producen una señal (señal de resonancia magnética) que se pueda descubrir por las bobinas de la radiofrecuencia presentes en el montaje de MRI.

Diversos tipos de imágenes de un área seleccionada del cerebro pueden ser obtenidos cambiando la serie de los pulsos aplicados y cerco de la radiofrecuencia. La duración entre las series sucesivas del pulso aplicadas es tiempo de la repetición llamada (TR), y la duración entre el uso del pulso y la colección de la señal es hora llamada de producir eco (TE).  

En fMRI, se utilizan dos diversas veces de relajación, T1 y T2, de caracterizar un tejido. El tiempo de relajación longitudinal o el T1 es el constante de tiempo que mide el tiempo llevado por los átomos de hidrógeno emocionados para realinear con el campo magnético externo. Por otra parte, el tiempo de relajación transversal o el T2 es el constante de tiempo que mide el tiempo llevado por los átomos de hidrógeno emocionados el equilibrio del alcance o sale de la fase (desfase). Las exploraciones de T1-weighted (TE y TR cortos) y de T2-weighted (un TE y un TR más largos) son las series mas comunes usadas en fMRI.   

Base fisiológica del fMRI

El cambio en señal del fMRI según actividad cerebral alterada es un efecto indirecto, que depende del cambio en el flujo de sangre cerebral causado por actividad de los nervios alterada. Una actividad de los nervios creciente eleva el nivel de oxigenación de la sangre debido a una demanda energética creciente que pida posteriormente más oxígeno. El hecho es que la sangre oxígeno-rica y la sangre oxígeno-pobre poseen diversas propiedades magnéticas debido a la diferencia en la concentración de la hemoglobina que ata al oxígeno de la sangre. Cuando la sangre es oxigenada, la señal es más fuerte y vice versa. Este fenómeno forma la base del fMRI nivel-relacionado de la oxigenación (BOLD) de la sangre.

El cambio en flujo de sangre es un indicador muy sensible de la actividad de los nervios alterada. Por ejemplo, el golpear ligeramente simple de dedos en una mano es capaz de aumentar el flujo de sangre en el 60% en el área de motor del cerebro. Debido a este hecho, los cambios INTRÉPIDOS en señal de resonancia magnética son bastante sensibles descubrir cambios sutiles en la actividad de los nervios relacionada con las tareas simples del motor, tales como esperar una copa de café, así como funciones cognoscitivas complejas, tales como atención, aprendizaje, y formación de la memoria.

En fMRI básico, la señal INTRÉPIDA ofrece solamente una reseña cualitativa de los cambios que son suceso debido al estímulo del cerebro comparado a la condición que descansa. No puede ofrecer la información en cambios reales en flujo de sangre antes de que cualquier estímulo sea aplicado.
El fMRI INTRÉPIDO del contraste es una opción útil para vencer esta limitación. En este método, un agente del contraste se inyecta en sangre para descubrir cuantitativo el flujo de sangre en la línea de fondo. El contraste INTRÉPIDO se resulta de cambios en campo magnético dependiendo del estado del oxígeno de la hemoglobina.  

El principio de base es que la hemoglobina completo oxigenada es diamagnética, que es magnético lo mismo que los tejidos cerebrales. En cambio, la hemoglobina deoxygenated es paramagnética, que lleva a la generación de gradientes magnéticos locales en y alrededor del vaso sanguíneo cuya fuerza depende del nivel de la hemoglobina. El efecto final en la señal de resonancia magnética depende de la fuerza de campo, de la serie del pulso, y de la época seleccionadas de producir eco.

Este efecto INTRÉPIDO se relaciona directamente con la concentración de hemoglobina deoxygenated; las regiones altamente activas del cerebro tienen alta concentración de hemoglobina oxigenada y muestran siempre señales más altas. Los agentes del contraste de MRI capaces de alterar índice de la hemoglobina de oxy/deoxy en regiones del cerebro, tales como gadolinio, son utilizados para perfeccionar la calidad de la imagen aumentando contraste INTRÉPIDO. El tiempo de relajación en este caso se denota como T2*, que resulta básicamente de la falta de uniformidad del campo magnético principal resultó de gradiente magnético local. Las series de T2*-weighted MRI se utilizan para destacar los efectos magnéticos de la uniformidad para generar imágenes del alto contraste a través de fMRI.

Fuentes

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Last Updated: Oct 9, 2018

Dr. Sanchari Sinha Dutta

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Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta is a science communicator who believes in spreading the power of science in every corner of the world. She has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree and a Master's of Science (M.Sc.) in biology and human physiology. Following her Master's degree, Sanchari went on to study a Ph.D. in human physiology. She has authored more than 10 original research articles, all of which have been published in world renowned international journals.

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