RM Funcional ou de Activação Cerebral Sofia Brandão

Apresentação em tema: "RM Funcional ou de Activação Cerebral Sofia Brandão"— Transcrição da apresentação:

1 RM Funcional ou de Activação Cerebral Sofia Brandão
Neurofisiologia 2009

2 RM Funcional Visualização da activação cerebral – locais de maior consumo energético.

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5 Hemisférios Cerebrais, vista superior
                                                                   Sulco Central Giro Pré-central Giro Pós-central Sulco Pré-central Sulco Pós-central Giro Frontal Médio Giro Frontal Superior Lóbulo Parietal Superior Giro Occipital Cisura Longitudinal

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8 RM Funcional, técnica BOLD
Magnetic properties of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin L. Pauling and C. Coryell, PNAS USA 22: (1936) BOLD effects in vivo S. Ogawa, et al., MRM, 14:68-78 (1990) BOLD activation experiments K. K. Kwong, et al., PNAS USA, 89: (1992) S. Ogawa, et al., PNAS USA, 89: (1992) P. A. Bandettini, et al., MRM, 25: (1992) J. Frahm, et al., JMRI, 2: (1992)

9 RM Funcional, técnica BOLD
Um dos métodos não invasivos para identificar e avaliar propriedades do funcionamento cerebral Os primeiros trabalhos nesta área mostram que a fMRI é capaz de detectar áreas cerebrais com alterações “no funcionamento” durante a realização de uma tarefa específica. O exame de consiste na aquisição de séries de imagens do cérebro em períodos em que o paciente está em repouso e em períodos em que o paciente “sofre” uma estimulação em áreas sensitivas/motoras/cognitivas do encéfalo

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11 RM Funcional, técnica BOLD
Aquisição de imagens em vários ciclos de estimulação e repouso - para um processamento estatístico posterior - que determinará as áreas do cérebro responsáveis pelo controlo da área estimulada. Estas regiões recebem um de fluxo sanguíneo que o necessário para suprir as necessidades de oxigénio no tecido em período de repouso. Através de um processamento estatístico é possível detectar que áreas do cérebro são responsáveis pela resposta ao estímulo emitido.

12 RM Funcional, técnica BOLD
Permite mapear áreas do cérebro para planeamento cirúrgico, de forma a evitar que numa cirurgia no cérebro se faça exérese de partes do tecido nervoso responsáveis pela parte sensitiva e motora. MAV, epilepsia

13 Mecanismo da RMf pela técnica BOLD
Actividade Cerebral Consumo de O2 CBF Oxihemoglobina Desoxihemoglobina Susceptibilidade Magnética T2* Intensidade sinal

14 RM Funcional, técnica BOLD
Menos desoxihemoglobina como resultado de um aumento no fluxo resulta num aumento no sinal (BOLD effect)

15 Propriedades Magnéticas da Oxihemoglobina e Desoxihemoglobina
Deoxyhemoglobin: paramagnetic (c > 0) paramagnetic with respect to the surrounding tissue Oxyhemoglobin: diamagnetic (c < 0) isomagnetic with respect to the surrounding tissue

16 Oxihemoglobina e Desoxihemoglobina na rede capilar e veias durante a activação cerebral
Repouso Activação Fluxo sanguíneo normal Fluxo sanguíneo aumentado Oxyhemoglobina Deoxyhemoglobina Oxihemoglobina Desoxihemoglobina

17 Efeitos T2* em fMRI acção repouso sinal (S) TE t excitação recepção

18 Séries de Activação e Mapas de Activação
Signal Intensity Off On Off On Off On Off On Scan Number

19 Desafios na RMf Sensibilidade (relação contraste-ruído) Especificidade
A mudança no sinal BOLD é ~1-2% em 1.5 T As pulsações fisiológicas (cardíaca e respiratória), os movimentos da cabeça e a instabilidade instrumental podem causar artefactos Especificidade Localização da activação – neurónios Artefactos de Susceptibilidade Magnética

20 Desafios na RMf Resolução Temporal
Limitada pela função impulso-resposta BOLD, pela matriz, tempos de relaxamento protónicos, etc… Resolução Espacial Limitada pela relação sinal-ruído, etc… Ruído Acústico

21 Imagens Multi-Slice EPI originais
Pouco detalhe anatómico Resolução Temporal ++

22 Mapas de Activação sobrepostos às Imagens Anatómicas

23 Desenhos experimentais em RMf
Adquirir imagens de resolução 128x128 pixels em 3 seg Diagrama de Blocos em fMRI Tarefa Repouso 20-60s Event-Related fMRI 8-12s

24 Métodos de Análise dos dados em RMf
Testes de Hipóteses t-test, cross-correlation, GLM, etc. Data-driven Análise de Componentes Principais (ACP), Análise de Componentes Independentes (ACI), e Análise de Clusters

25 EXEMPLOS

26 Estímulos Visuais

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28 Mapas de Activação Visual

29 Avaliação pré-operatória de LOE

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31 Áreas motoras mão dta e esq
Área Linguagem e relação com o tumor

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33 A recent study of spatial working memory (Osmon, Zigun, Suchy, & O'Reilly) found differences in frontal, occipital, and parietal activation associated with gender. These differences suggested that men, typically better at spatial tasks, had more frontal relative to occipital activation while women had the opposite relationship.