Puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI

3 Tesla WHOLE BODY MRI

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La risonanza magnetica funzionaleabbreviata RMF o fMRI Functional Magnetic Resonance Imagingè una tecnica di imaging biomedico che consiste nell'uso dell' imaging a risonanza magnetica per valutare la funzionalità di un organo o un apparato, in maniera complementare all'imaging morfologico. Sebbene risonanza magnetica funzionale sia una terminologia generica, ovvero applicabile a qualsiasi tecnica di imaging a risonanza magnetica che dia informazioni aggiuntive rispetto alla semplice morfologia ad esempio imaging metabolicoquantificazione del flusso sanguignoimaging dei movimenti cardiaci etc.

Questa tecnica è in grado di visualizzare la puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI emodinamica cambiamenti nel contenuto di ossigeno del parenchima e dei capillari correlata all'attività neuronale del cervello o del midollo spinalenell' uomo o in altri animali.

Da più di cento anni, è noto che le variazioni del flusso sanguigno e dell'ossigenazione sanguigna nel cervello emodinamica sono strettamente correlate all'attività neurale. Charles Scott Sherrington e Charles S. Editorial Quando le cellule nervose sono attive, consumano l' ossigeno trasportato dall' emoglobina degli eritrociti che attraversano i capillari sanguigni locali. Effetto di questo consumo di ossigeno è un aumento del flusso sanguigno nelle regioni ove si verifica maggiore attività neurale, che avviene con un ritardo da 1 a 5 secondi circa.

L'emoglobina è diamagnetica quando ossigenata, ma paramagnetica quando non ossigenata e il segnale dato dal sangue nella risonanza magnetica nucleare RMN varia in funzione del livello di ossigenazione. Maggiori intensità del segnale BOLD derivano da una riduzione della concentrazione di emoglobina non ossigenata, dal momento che la suscettività magnetica del sangue risulta avere un valore più vicino a quello dei tessuti.

Mediante analisi con scanner per imaging a risonanza magneticausando parametri sensibili alla variazione della suscettività magnetica, è possibile stimare le variazioni del contrasto BOLD, che possono risultare di segno positivo o negativo in funzione delle variazioni relative del flusso sanguigno cerebrale e del consumo d'ossigeno.

Incrementi del flusso sanguigno cerebrale, in proporzione superiori all'aumento del consumo d'ossigeno, puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI ad un maggiore segnale BOLD; viceversa, diminuzioni nel flusso, di maggiore entità rispetto alle variazioni del consumo d'ossigeno, causeranno minore intensità del segnale Puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI.

La corretta relazione tra segnali neurali e BOLD è ancora oggetto di ricerca, ma, in generale, le modifiche del segnale BOLD sono correlate alle variazioni del flusso sanguigno. Numerosi studi, svolti negli ultimi decenni, hanno identificato un accoppiamento tra il flusso sanguigno e il tasso metabolico ; ovvero l'apporto di sangue è strettamente regolato nello spazio e nel tempo in funzione dell'apporto delle sostanze nutrienti necessarie al metabolismo del cervello.

Le osservazioni sulle correnti elettriche indicherebbero che i potenziali di campo localeindici dell'attività elettrica integrata, hanno una maggiore correlazione con il flusso sanguigno rispetto ai potenziali d'azione che sono più direttamente in relazione con le comunicazioni neurali. Tuttavia, nessuna misura della sola attività elettrica ha fornito un'adeguata correlazione con il metabolismo e l'apporto di sangue in ampie e dinamiche gamme sperimentali.

Alcune recenti ricerche hanno suggerito che l'aumento nel flusso sanguigno cerebrale, che segue l'attività neurale, non sarebbe correlato alla richiesta metabolica della regione cerebrale, ma sarebbe piuttosto guidato dalla presenza di neurotrasmettitoriin particolare l' acido glutammico. Risultati di recenti ricerche suggeriscono che un lieve calo iniziale precedente al segnale BOLD positivo avrebbe dimensione più localizzata e sarebbe in relazione con le diminuzioni locali della concentrazione puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI nei tessuti forse riflettendo l'aumentato metabolismo locale durante l'attivazione dei neuroni.

Il segnale è anche molto meno intenso rispetto al normale segnale BOLD positivo, cosa che rende difficile l'estrazione di esso dal rumore di fondo. Inoltre, questa piccola variazione avviene in circa secondi dall'inizio dello stimolo e potrebbe non essere rilevata quando i segnali sono registrati con lunghi tempi di ripetizione.

Il segnale BOLD è generato dal complessivo afflusso sanguigno cerebrale da parte delle grandi arterie e vene, piccole arteriole e venule e da parte dei capillari. Inoltre, l'entità del segnale BOLD varia circa in proporzione al quadrato dell'intensità del campo magnetico. Vi è stato quindi uno aumento dell'attenzione nei confronti di scanner a campo più intenso, sia per migliorare la localizzazione delle misure che per aumentare il segnale rilevabile.

Negli ultimi anni sono stati resi operativi scanner da 7 tesla e sono in sviluppo scanner sperimentali da 8 e da 9 tesla. Tali immagini possono essere acquisite con discreta risoluzione spaziale e temporale: esse sono acquisite con periodo che va da 1 a 4 secondi e ciascun voxel rappresenta un cubo di tessuto di circa mm per lato.

Recenti sviluppi tecnologici, come l'uso di intensi campi magnetici e ricezione a radiofrequenza multicanale, hanno reso possibile una risoluzione spaziale sulla scala del millimetro. Le risposte agli stimoli, distanti l'una dall'altra circa uno o due secondi, sono distinguibili mediante un metodo noto come risonanza magnetica funzionale event-relatedmentre il tempo totale di svolgimento di una risposta BOLD ad un breve stimolo dura circa 15 secondi, a causa dell'intenso segnale positivo.

I principi su cui si basa la FMRI coinvolgono varie discipline scientifiche; l'uso efficace nella ricerca e lo studio di questa tecnica richiedono buone conoscenze relative ai seguenti campi:.

Fin dalla sua introduzione, la RMF è stata fortemente criticata sia come tecnica di ricerca, sia per l'interpretazione dei suoi risultati. Come per ogni altra tecnica, la valenza della RMF è fortemente influenzata dalla progettazione dell'esperimento che ne coinvolge l'uso. Molti ricercatori hanno usato la RMF invano poiché non avevano adeguate conoscenze di tutti gli aspetti coinvolti nella tecnica, o perché hanno ricevuto insegnamenti in discipline caratterizzate da meno rigore rispetto ai rami della psicologia e delle neuroscienze qui coinvolti.

L'uso inefficace della tecnica è un problema, ma non dovuto alle caratteristiche della tecnica in sé. Almeno due aziende si sono attrezzate per l'uso della RMF come macchina della verità [3]. I segnali ottenuti dallo scanner RMF sono visualizzati su uno schermo, dove vengono evidenziate le regioni cerebrali attive. A seconda delle regioni più attive, si ritiene sia possibile determinare se un soggetto stia dicendo la verità o meno. Questo utilizzo è nato piuttosto recentemente e i suoi sostenitori sperano possa sostituire le precedenti tecniche di rivelazione, come il poligrafotuttavia vi sono dubbi sulla scientificità di questi metodi.

I soggetti che partecipano ad un esame di RMF devono semplicemente stendersi sul lettino dello scanner. Sono solitamente usati dei cuscinetti morbidi per impedire che piccoli movimenti possano interferire con la misurazione. Alcuni laboratori adoperano uno strumento fatto per essere morso dal paziente in modo che puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI testa rimanga ferma, ma non è pratica molto diffusa dato che causa spesso disagio.

È possibile correggere l'effetto di piccolissimi movimenti nella fase di post-elaborazione dei dati, ma oltre i tre millimetri di spostamento la misura è irrimediabilmente invalidata. Il problema del movimento emerge con tutti i pazienti, ma specialmente con soggetti che non sono fisicamente o emotivamente preparati ad esami, anche brevi, di questo tipo ad esempio persone affette da malattia di Alzheimerschizofrenia o bambini piccoli.

In questo genere di soggetti, possono essere usate varie tecniche di reinforcement per attenuare gli puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI, ma in generale le soluzioni consistono nel progettare un paradigma compatibile con questi pazienti.

Un esame RMF ha una durata generalmente compresa tra 15 minuti e due ore, dipendentemente dall'obiettivo dello studio. I soggetti possono essere sottoposti a vari test come visione di video, ascolto di suoni, percezione di odori, esecuzione di operazioni cognitive come memorizzare o immaginare qualcosa, premere alcuni pulsanti o altri tipi di compiti. I ricercatori devono fornire dettagliate istruzioni e descrizioni dello schema dell'esperimento a ciascun soggetto, che deve fornire di conseguenza il consenso informato per la procedura.

La sicurezza è un importante fattore in tutti gli esperimenti coinvolgenti la RMF. I soggetti devono assicurarsi di essere nelle condizioni di compiere un esame che coinvolga la RMN. A causa della tecnica usata RMNè infatti presente un campo magnetico molto intenso in prossimità dello scanner 1,5 T o più.

I pazienti devono prima essere esaminati attentamente per individuare qualsiasi tipo di oggetto ferromagnetico orologi, occhiali, pacemakerplacche osseeviti ossee etc. Se gli oggetti di questo tipo non sono rimovibili, come avviene per i dispositivi medici, non è possibile effettuare l'esame. Oltre alla fMRI vi sono altre tecniche complementari per lo studio dell'attività cerebrale mediante la risonanza magnetica nucleare.

L'iniezione di un mezzo di contrastocome ossido di ferro coperto da zucchero o amido per renderlo non individuabile da parte del sistema immunitario puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI, causa un'interferenza locale nel campo magnetico, misurabile con lo scanner per imaging a risonanza magnetica MRI. I segnali associati a questo tipo di mezzi di contrasto sono proporzionali al volume sanguigno cerebrale.

Sebbene questo metodo semi-invasivo presenti uno svantaggio considerevole nello studio della funzione cerebrale in soggetti normali, permette una sensibilità di misurazione molto più elevata rispetto alla misura del segnale BOLD, cosa che potrebbe permettere l'eseguibilità di esami simili ad una popolazione più numerosa. Sono oggetto di ricerca altri metodi per rilevare il volume sanguigno che non richiedano iniezioni, tuttavia si pensa che non si possa raggiungere con altre tecniche la sensibilità fornita dall'iniezione di un mezzo di contrasto.

L'imaging spettroscopico a risonanza magnetica è un altro esame basato sulla RMN per valutare le funzioni del cervello.

La valutazione spettroscopica è possibile in quanto i protoni degli atomi di idrogeno possiedono proprietà risonanti differenti in funzione dell'ambiente chimico in cui si trovano, ovvero la molecola alla quale sono legati acqua o proteine ad esempio. Il grafico dello spettro è composto da una serie di picchi, ognuno puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI quali corrisponde ad una diversa molecola contenente idrogeno.

L'area sottostante al picco di ciascuna risonanza fornisce una misura quantitativa della concentrazione del composto. Il picco maggiore è dato dall' acquama sono distinguibili anche picchi per colinacreatinan-acetilaspartato NAA e acido lattico. Malattie cerebrali schizofreniaictusalcuni tipi di tumoresclerosi multipla possono essere caratterizzate da alterazioni locali nei livelli di NAA comparati con soggetti sani.

La creatina è usata come valore di controllo relativo, dal momento che i suoi livelli rimangono pressoché costanti. I livelli di colina e lattato sono invece usati per valutare tumori cerebrali. L' imaging con tensore di diffusione DTI, diffusion tensor imaging consiste nell'utilizzo della risonanza magnetica per la misura della connettitività anatomica tra le aree. Tecnicamente, non è propriamente una tecnica di imaging funzionale poiché non misura dinamicamente le variazioni della funzione cerebrale; le rilevazioni di connettività sono quindi complementari alle immagini funzionali della corteccia cerebralefornite dal segnale BOLD nella RMF.

I fasci di sostanza bianca trasportano l'informazione funzionale tra le diverse aree cerebrali e la diffusione molecolare dell'acqua è ostacolata in corrispondenza degli assi di tali fasci. Malattie che alterano la normale organizzazione o integrità della sostanza bianca cerebrale come la sclerosi multipla hanno un impatto di tipo quantitativo sugli esami di tipo DTI.

La tecnica dell' arterial spin labeling ASL consiste nel marcare magneticamente l'afflusso prossimale di sangue affluente ad una determinata area di tessuto: in questo caso, il segnale rilevato nel tessuto è proporzionale al flusso sanguigno, si ha cioè una misura di perfusione.

Questa tecnica fornisce una quantità maggiore di informazioni fisiologiche quantitative rispetto al segnale BOLD e ha la stessa sensibilità nel rilevare le variazioni localizzate dell'attività indotte dallo svolgimento di azioni da parte del soggetto; tuttavia è ancora in fase sperimentale a causa della bassa stabilità e della bassa risoluzione spaziale ottenibile. Nonostante sia stato recentemente provato [4] che le tecniche di misura di perfusione basate su MRI e PET danno risultati statisticamente equivalenti, la PET è attualmente lo standard di riferimento, in quanto maggiormente validata.

Puntando esame MRI della prostata su uno scanner sverhvysokopolnom 3 Tesla MRI PET è inoltre molto più costosa e dannosa per il paziente in quanto richiede la preparazione del tracciante radioattivo. L'obiettivo ultimo dell'analisi dei dati forniti dalla RMF è di rilevare i collegamenti tra l'attivazione del cervello e i compiti che il soggetto esegue durante la scansione.

In una normale scansione RMF, il volume tridimensionale della testa del soggetto è scansionato ogni uno o due secondi con una sequenza di impulsi echo-planar imaging EPIproducendo per ciascuna sessione una quantità di immagini compresa tra qualche centinaio e qualche migliaio. Per la natura della tecnica usata, le immagini sono acquisite in un k-spazio e devono essere riconvertite in uno spazio normale per essere utilizzabili. A causa di limitazioni tecniche, i campioni non sono acquisiti su una griglia, quindi le imperfezioni dello scanner come variazioni termiche e rumore di picco introducono ulteriori distorsioni.

Piccoli movimenti del soggetto, il suo battito cardiaco e la sua respirazione possono anch'essi influire sulle immagini.

La situazione più comune vede i ricercatori utilizzare una sequenza di impulsi indicata dal produttore dello scanner, ad esempio una sequenza EPI bustrofedica.

Il software della piattaforma dello scanner esegue esso stesso la ricostruzione delle immagini dal k-spazio. Durante questa fase viene persa parte dell'informazione, in particolare la fase complessa del segnale ricostruito. Alcuni tipi di artefatti, come il rumore di picco, diventano più difficili da rimuovere dopo la ricostruzione, ma si ritiene siano relativamente poco influenti.

Per sequenze di impulsi non indicate dal produttore, ad esempio EPI a spirale, la ricostruzione deve essere eseguita da software su una piattaforma separata.

Dopo la ricostruzione, l'output della sessione di scansione consiste in una serie di immagini tridimensionali del cervello. Le più comuni correzioni eseguite su tali immagini sono la correzione dei movimenti e la correzione degli effetti fisiologici.

A questo punto i dati forniscono una serie temporale di campioni per ogni voxel del volume scansionato. Sono poi usati vari metodi per collegare la serie di voxel al compito eseguito dal soggetto, allo scopo di produrre mappe di attivazione dipendente da esso. Altri progetti. Da Wikipedia, l'enciclopedia libera. Altri progetti Wikimedia Commons. Portale Ingegneria. Portale Neuroscienze. Categorie : Imaging a risonanza magnetica Neuropsicologia.

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