[发明专利]一种基于磁共振波谱的脑功能检测方法

说明书

本发明公开一种基于磁共振波谱的脑功能检测方法，步骤是：首先选择检测脑功能激活的认知任务，接着采集被测者高分辨磁共振结构像用于波谱定位，在高分辨的结构像上选取感兴趣区域；被测者执行认知任务时，采集感兴趣区域的磁共振波谱数据。磁共振波谱数据进行后处理和分析，得到不同任务对应乳酸和谷氨酸浓度的变化，这些代谢物浓度的变化对应其脑功能活动的变化。本发明和以往的脑功能成像技术不同，是通过检测和脑功能相关的脑代谢物浓度的变化而检测脑功能活动的一种方法。

技术领域

本发明涉及磁共振成像领域中脑功能检测方法，涉及一种基于磁共振活体波谱的检测脑功能活动的方法，它是一种无侵入无损伤检测脑功能的方法。

背景技术

研究人类脑的功能是目前科学的热门领域，也是最困难的领域之一。人大脑有大约2亿个神经细胞，而这些神经细胞组成极其复杂的神经网络，让人的大脑具有高级认知和复杂的功能。目前人类对脑功能的研究极其有限，源于研究脑功能的技术也十分有限。目前用于脑功能成像的技术，包括PET，EEG以及磁共振脑功能成像。其中PET价格昂贵且需要给被检测者注入放射性的示踪剂；而EEG研究脑功能时，EEG信号变化很难确定其对应的具体脑区。而目前已有磁共振脑功能成像方法是1990年发明的，它是一种基于脑血氧水平依赖（BOLD）检测方法，这种方法通过检测BOLD信号的变化而检测脑局部功能活动。BOLD是间接检脑功能的方法，BOLD是检测脑中含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白比例的变化而影响了局部磁场从而引起磁共振信号的改变。BOLD检测功能定位不准确，BOLD检测是血液中氧气含量的变化，BOLD信号的变化的地方不一定是脑功能真正活动的地方。

发明内容

随着磁共振成像技术和磁共振设备的快速发展，使得活体磁共振波谱用于检测脑功能活动成为可能。本发明的目的是利用磁共振波谱直接检测脑在功能任务的刺激下，其脑功能活动时相应代谢物的浓度变化。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种基于磁共振波谱的脑功能检测方法，包括以下具体步骤：

步骤1：根据所要检测的脑功能，选择对应的脑功能激活的认知任务,用Eprime2.0软件实现适合波谱的刺激程序；

步骤2：采集被测者磁共振结构像；

步骤3：基于所选择认知任务，在磁共振结构像中选取感兴趣区域；

步骤4：被测者执行认知任务时，采集感兴趣区域的波谱数据；

步骤5：对波谱数据进行后处理得到对应的波谱图；比较不同任务下的乳酸峰、谷氨酸峰的数值的大小，检测其脑功能活动的变化。

作为优选，本发明进一步的技术方案是：

步骤1中，所述脑功能激活的认知任务为学习记忆任务、听觉任务或视觉任务等。所述刺激程序采用模块设计，每个模块呈现一个子任务且时间为1-2分钟，脑功能检测的是不同任务之间的脑功能活动变化情况。

步骤3中，感兴趣区域的选择需要根据任务预测其功能活动的区域，并根据解剖知识在被测者结构像上选取和定位。感兴趣区域可以是一个也可以是多个。

步骤4中，被测者在执行任务时,每个任务同时采集感兴趣区域的波谱；波谱采集是在至少3特斯拉场强的磁共振成像系统上进行，波谱采集前要对感兴趣区域进行匀场，频率对准和水信号抑制等预操作；波谱采集参数选取如下：TR为2秒，TE为272毫秒，累加次数42，采集的区域是20毫米× 20毫米× 20毫米。其中TE的选择为272毫秒是为了让乳酸峰附近的脂肪信号尽量衰减。