مقدمه و معرفی:

اف ام آر آی (fMRI) مخفف ام آر آی فانکشنال یا ام آر آی عملکردی (Functional magnetic resonance imaging)، نوعی فناوری پیشرفته تصویربرداری غیرتهاجمی از مغز است که فعالیت مغز را با اندازه‌گیری تغییرات در جریان خون تشخیص می‌دهد.

اسکن fMRI را می‌توان برای اهداف مختلفی، از نظارت بر بیماری پارکینسون تا مشاهده نحوه عملکرد یک دارو خاص در مغز، استفاده کرد. محققان و پزشکان می‌توانند از این اطلاعات برای درک بهتر، تشخیص، نظارت و درمان شرایط مختلف استفاده کنند.

fmri چیست و چگونه کار میکند ؟

در ساختار سلول های بدن انسان، اکسیژن توسط هموگلوبین به نورون ها‏ می رسد. با افزایش فعالیت نورونی، تقاضا برای اکسیژن بیشتر شده و در نتیجه جریان خون در محل فعالیت نورون‏ ها بالا می رود. به دلیل آن که هموگلوبین، حاوی اکسیژن، دارای خاصیت مغناطیسی است باعث ایجاد تفاوت کوچک در سیگنال تشدید مغناطیسی (MR) می‌شود. بر این اساس می توان گفت که میزان اکسیژن خون متناسب با سطح فعالیت نورونی تغییر می کند. از ویژگی مطرح شده و تغییرات حاصل از آن می ‏توان برای ثبت فعالیت مغزی استفاده نمود.

برای دیدن ویدیو نحوه کارکرد fMRI کلیک کنید

تفاوتMRIو:fMRI

ام آر آی مغز یا سایر اندام‌ها، صرفا تصاویری از ساختار آنها تهیه می‌کند و نمی‌تواند اطلاعات دقیقی از عملکرد و فعالیت آنها ارائه دهد. درحالی‌که با ابداع اف ام آر آی، نقشه‌برداری از شبکه‌های عصبی مغز و مشاهده این مسئله که مغز چگونه عملکردهای حیاتی مانند تفکر، پاسخ‌های عاطفی، یادگیری، حرکت، احساس یا گفتار را کنترل می‌کند، برای محققان فراهم شد.

اسکن اف ام آر می‌تواند به پزشکان کمک کند تا اثرات سکته مغزی یا سایر بیماری‌هایی که بر مغز یا نخاع تأثیر می‌گذارند (صرع، آلزایمر و پارکینسون) را ارزیابی کنند. همچنین برای تشخیص ناهنجاری‌های ساختاری که با سایر تکنیک‌های تصویربرداری قابل تشخیص نیستند، استفاده می‌شود.

داده‌های حاصل از این روش به پزشک کمک می‌کند تا موثرترین روش درمان را تعیین کند یا ارزیابی کند که یک درمان انتخابی مانند جراحی چقدر خوب کار می‌کند.

قبل از اختراع اف ام آر آی، تنها راه برای شناسایی مرکز مهارت‌های حرکتی یا زبانی مغز، تحریک مغز در طی یک روش تهاجمی مانند جراحی بود. خوشبختانه با fMRI، اکنون راهکاری ایمن بدون درد و غیرتهاجمی برای مشاهده فعالیت مغز داریم.

اگرچه اف ام آر آی مانند ام آر آی معمولی از یک میدان مغناطیسی قدرتمند و موج‌های رادیویی برای تولید تصاویر استفاده می‌کند، اما تفاوت‌های مهمی بین این دو روش وجود دارد.

زمانی‌که ام آر آی معمولی از ساختار مغز شما عکس می‌گیرد، می‌تواند کیست‌ها، تومورها، کبودی، خونریزی و سایر ناهنجاری‌های ساختاری مغز را نشان دهد. درحالی‌که اف ام آر آی زمانی‌که مغز شما عملکرد خاصی را انجام می‌دهد، می‌تواند یک نقشه عملکردی در بالای تصاویر مغز ایجاد کند.

به‌همین‌دلیل در طول اسکن fMRI، ممکن است از شما خواسته شود که کاری مانند بلند کردن بازو یا فکر کردن به یک کلمه خاص را انجام دهید. این کارها مغز شما را فعال می‌کنند تا ام آر آی عملکردی بتواند فعالیت بخش‌های مختلف مغز شما را اندازه‌گیری کند. درحالی‌که در طی ام آر آی معمولی مغز لازم است بی‌حرکت در زیر دستگاه اسکنر دراز بکشید.

مشخص شده است که ام آر آی فانکشنال به طور غیرمستقیم فعالیت الکتریکی مغز را با تشخیص تغییرات در سطح اکسیژن خون اندازه‌گیری می‌کند. زیرا هنگامی‌که نورون‌ها فعال‌تر می‌شوند، به اکسیژن بیشتری از گلبول‌های قرمز خون نیاز دارند. این میزان از فعالیت در تصاویر fMRI با کد رنگی مشخص می‌شود.

در زمان انجام MRI، ابتدا مولکول‌های هیدروژن بدن با میدان‌های مغناطیسی ایجادشده توسط دستگاه همسو می‌شوند. سپس امواج رادیویی آزادشده به‌عنوان انرژی توسط هسته‌های هیدروژن جذب می‌شوند. با توقف تولید امواج رادیویی، هسته‌ها به حالت تراز خود بازمی‌گردند و سیگنال‌های انرژی کوچکی منتشر می‌کنند. این سیگنال‌ها توسط کامپیوتر به تصاویر تبدیل می‌شوند.

fMRI شواهدی از رفتار مغز براساس تغییرات در فعالیت عصبی که در یک یا چند قسمت از مغز در طول تمام فعالیت‌های انسانی رخ می‌دهد، ثبت می‌کند. در واقع، فعالیت الکتریکی مغز را با تشخیص تغییرات در میزان اکسیژن خون سلول‎های عصبی اندازه‌گیری می‌کند. زیرا هنگامی‌که نورون‌ها فعال‌تر می‌شوند، به اکسیژن بیشتری نیاز دارند.

از نظر محققان، تفاوت MRI و fMRI از نظر تکنولوژی و وضوح بالاتر تصاویر اف ام آر را نمی‌توان انکار کرد.

کاربرد‌های اف ام آر آی:

همانطور که گفته شد اف‌ام‌آرآی یک روش تشخیصی برای بررسی نحوه‌ کار‌کرد مغز و مشاهده بخش های سالم، بیمار یا آسیب دیده است. براساس نتایج اف ام آر آی، ریسک بالقوه برای عمل جراحی یا هرنوع درمان‌ تهاجمی برای مغز ارزیابی می شود.

از اف ام آر آی در موارد زیر استفاده می شود:

• بررسی آناتومی عملکردی مغز (Brain)

• تشخیص بخش هایی از مغز که عملکرد‌های حیاتی مثل تفکر و صحبت کردن را اداره می‌ کنند

• کمک به بررسی اثرات سکته، ضربه یا بیماری‌ های تخریبی (مانند آلزایمر)

• راهنمایی برای جراحی، پرتو‌درمانی و یا درمان‌ های تهاجمی دیگر در مغز

• نقشه برداری مغز (Brain mapping)

• تحت نظر داشتن رشد و عملکرد تومور‌های مغز

• تشخیص ناهنجاری‌ یا بیماری‌های مغزی

• مشاهده اینکه کدام مناطق مغز مسئول عملکردهای مهم هستند

• ارزیابی اثرات شناختی بیماری‌ها و آسیب‌ها مانند صرع، ضربه مغزی یا سرطان

• تعیین میزان اثربخشی داروها

• کمک به تولید داروهای جدید

• درک اختلالات مغزی

• بررسی چگونگی شکل‌گیری خاطرات در مغز

• مشاهده اینکه مغز چگونه عملکردهای حیاتی مانند تفکر، پاسخ‌های عاطفی، یادگیری، حرکت، احساس یا گفتار را کنترل می‌کند (نقشه‌برداری مغز)

• ردیابی نشانگرهای زیستی انواع بیماری مغزی

• نظارت بر روند درمان

هم‌چنین ممکن است از اف ام آر آی برای تشخیص بیماری‌های زیر استفاده شود:

• سندرم پس از ضربه مغزی

• بیماری‌های روانی، مانند اسکیزوفرنی

• شرایط عصبی، مانند بیماری آلزایمر و بیماری پارکینسون

• تومورهای مغزی

• انواع سردرد

قابل ذکر است که محققان از ام آر آی عملکردی، برای مطالعه نحوه عملکرد مغزهای سالم نیز استفاده می‌کنند تا بتوانند بعدها وضعیت مغز را در شرایط مختلف ارزیابی کنند.

در طول آزمایش چه اتفاقاتی می‌افتد؟

دستگاه اسکنر ام آر آی فانکشنال، شامل یک تخت مسطح است که به داخل یک لوله استوانه‌ای‌شکل بزرگ که توسط یک آهنربای دایره‌ای‌شکل احاطه شده است می‌لغزد. قبل از انجام این روش، تکنسین به شما کمک می‌کند که روی تخت دراز بکشید و برای کنترل صداهای کلیک‌مانند تولید‌شده توسط دستگاه، به شما یک گوش‌گیر می‌دهد.

در طول اسکن اف ام آر آی، به شما دستوراتی مانند فشردن دست راست یا فکر کردن به کلمات خاص داده می‌شود. زیرا این فعالیت‌ها بر روی تصاویر مغز کدگذاری شده‌اند و به رادیولوژیست اجازه می‌دهند تا نقشه فعالیت مغز شما را ببیند.

معمولا این آزمایش بین 40 تا 60 دقیقه طول می‌کشد.

این اسکن اطلاعات بیشتری را در مورد ساختار مغز افراد به پزشکان ارائه می‌دهد تا از صدمات جدی جلوگیری کند. نکته مثبت دیگر این است که تصویر تولیدشده توسط اسکن fMRI وضوح بسیار بالایی دارد.

عوارض اف ام آر آی چیست؟

عوارض اف ام آر آی مشابه عوارض ام آر آی معمولی خیلی نگران‌کننده نیستند.

در هر دو روش از امواج خطرناک اشعه ایکس استفاده نمی‌شود. در واقع، اگرپزشک با توجه به وضعیت سلامتی شما انجام این روش را ضروری دانست، روشی نسبتاْ ایمن، بدون درد و غیرتهاجمی هستن و تا زمانی‌که بیمار ایمپلنت فلزی یا الکترونیکی نداشته باشد، هیچ خطر سلامتی شناخته شده‌ای در ارتباط با آن‌ وجود ندارد.

البته ازآنجایی‌که در ام آر آی عملکردی از ماده حاجب استفاده نمی‌شود، با انجام آن خطر بروز واکنش آلرژیک یا مشکلات کلیوی شما را تهدید نمی‌کند.

اگرچه اسکن اف ام آر آی یک روش گران‌قیمت است، اما اگر بتواند مانع از حذف یک عملکرد ضروری در مغز شود، ارزش انجام دادن را دارد.

شناسنامه مقاله :

• آدرس منبع اصلی :تهیه شده توسط تیم تولید محتوای انجمن
• مترجمان و نویسنده ها : | الناز کریمی
• مدت زمان ترجمه:۳ هفته
• تاریخ انتشار مقاله : مرداد ۱۴۰۳
• لینک انتشار: http://cabea.ir/blog/f-mri/