傳感器幫助產(chǎn)生腦部圖像 未來不可限量
美國(guó)麻省總醫(yī)院的研究人員近日與西門子醫(yī)療系統(tǒng)公司正聯(lián)袂開發(fā)一新型腦部掃描儀,將來,新設(shè)備也許能夠揭示有關(guān)恐懼、高興和疾病等各種狀況的更多秘密。據(jù)預(yù)測(cè),新的腦部掃描儀所提供的圖像將比目前市場(chǎng)上所有的商業(yè)化設(shè)備提供的圖像分辨率更高,效果更好。通過將多重傳感器放置在腦部,設(shè)備能在很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生精確圖像,最終將能幫助如老年癡呆癥和癲癇等疾病的診斷。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/199179.htm神經(jīng)科學(xué)家John Gabrieli表示:“對(duì)于未來幾年而言,腦部成像可能是最具影響力的研發(fā)項(xiàng)目,尤其是因?yàn)槲鏖T子正將其技術(shù)進(jìn)行商品化。如果能獲得更精確的腦部視圖,人類將向前邁出一大步。”
一般來說,醫(yī)院醫(yī)療中心的核磁共振(MRI)機(jī)器通常有12個(gè)線圈,但是開發(fā)中的新設(shè)備則有96個(gè)線圈,因此會(huì)在頭皮上形成密集的排列。Lawrence Wald是麻省總醫(yī)院的一名生物物理學(xué)家,他的團(tuán)隊(duì)與西門子合作開發(fā)了這款新設(shè)備。他說:“每個(gè)線圈只捕獲一小部分腦信息,因此,需要在頭皮上放置大量的小型檢測(cè)器。”每一個(gè)線圈測(cè)量大腦組織結(jié)構(gòu)中的一個(gè)很小、但是高度精確的自旋信號(hào),然后,計(jì)算機(jī)將圖像拼接縫合在一起,形成一個(gè)高分辨率的腦部圖像。
新技術(shù)有助診斷癲癇、老年癡呆癥
這些多通道設(shè)備已經(jīng)為一些癲癇患者提供了幫助。在一份初期原始研究中,神經(jīng)病學(xué)家在三分之二被研究的癲癇患者中發(fā)現(xiàn)了異常情況。這些患者以前的腦部掃描結(jié)果顯示“正常”,醫(yī)生由此判定他們沒有患?。ㄊ聦?shí)上是已患病,但沒有檢測(cè)出來)。新設(shè)備的檢查發(fā)現(xiàn)讓這些患者得以接受進(jìn)一步的神經(jīng)外科治療,對(duì)患者來說,及早發(fā)現(xiàn)病癥對(duì)其治療是很關(guān)鍵的。
目前,科學(xué)家正采用新技術(shù)對(duì)老年癡呆癥患者進(jìn)行研究。Wald認(rèn)為,在老年癡呆癥這類疾病中,不能根據(jù)圖像進(jìn)行基本診斷,“我們希望能夠觀察大腦中較小的間隔,這樣會(huì)產(chǎn)生一些額外的診斷信息,也許還能監(jiān)視藥物治療的效果”。
被懷疑患有老年癡呆癥的患者可以進(jìn)行MRI檢查,以排除引起疾病癥狀的其他神經(jīng)學(xué)疾病。但是最近的研究表明,神經(jīng)學(xué)上的精細(xì)變化,增加了患病的危險(xiǎn),這些變化可能包括記憶重要區(qū)域——海馬,以及對(duì)記憶和高等認(rèn)知功能都很重要的皮質(zhì)部分的萎縮。檢測(cè)這些變化需要進(jìn)行長(zhǎng)期的掃描,以產(chǎn)生高質(zhì)量的數(shù)據(jù),在日常的臨床實(shí)踐中,是不可能進(jìn)行如此長(zhǎng)時(shí)間掃描的。哈佛醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家Brad Dickerson表示:“新技術(shù)有望改變這一限制。”同時(shí)他也提醒,仍然需要數(shù)年時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的日常臨床使用,“我們正快速地進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代,到那時(shí)我們能根據(jù)這些數(shù)據(jù),鑒定老年癡呆癥病癥的異常情況”。
深度研究腦部功能控制區(qū)
新設(shè)備很可能在功能磁共振成像(FMRI)方面有重要的應(yīng)用。FMRI是使用MRI去測(cè)量大腦活躍部分發(fā)生的迅速、極微小新陳代謝變化的一種方法。FMRI會(huì)顯示大腦最活躍部位的血流,可作為間接測(cè)量活性的一種方法,而標(biāo)準(zhǔn)MRI只追蹤腦部血液流動(dòng)的一個(gè)變化。FMRI技術(shù)通常被用于控制特殊功能的腦部組織定位,如控制語(yǔ)言和運(yùn)動(dòng)功能的區(qū)域。新設(shè)備的首次臨床應(yīng)用很可能與FMRI一樣,將用于神經(jīng)外科的手術(shù)設(shè)計(jì)中。Bundy表示:“外科醫(yī)生都想知道,當(dāng)他們切除一個(gè)腦部腫瘤時(shí),是否涉及到語(yǔ)言和運(yùn)動(dòng)的功能區(qū),且越精確越好。”
新儀器也可能會(huì)影響我們對(duì)腦部的基本了解。Gabrieli認(rèn)為,F(xiàn)MRI的空間分辨率多少有些限制,利用更高分辨率的圖像,科學(xué)家就能確定認(rèn)知功能各方面的神經(jīng)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。Gabrieli表示,他很樂意去弄清楚大腦深部的一些微小結(jié)構(gòu),是否在情緒調(diào)節(jié)方面扮演了重要的角色,例如能調(diào)節(jié)不同的情緒,如恐懼和高興。
目前,西門子正在麻省總醫(yī)院開展32路陣列設(shè)備的商品化開發(fā)工作,預(yù)計(jì)在今年晚些時(shí)候推出產(chǎn)品。而Wald和同事Graham Wiggins已經(jīng)開發(fā)了更多通道的新型掃描儀,包括96路和128路陣列。Wald自豪地宣稱:“利用這些新設(shè)備進(jìn)行腦部成像,可獲得最高分辨率的效果!”
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