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2023年5月8日 星期一

常用於經顱磁刺激研究的四種腦功能影像儀器簡介




先講結論:  總的來說,fMRI ,PET,EEG,NIRS選擇功能性腦成像工具取決於特定的研究問題以及空間和時間解析度之間的權衡。目前主要用於研究,臨床診斷仍以醫師為主。


電腦斷層CT與核磁共振MRI可用於辨識大腦結構變化例如出血腫瘤等等,但是無法辨識腦部組織的活性。這個問題就相當於疫情期間若使用一般影像看不出發燒,可以輔助使用紅外線熱顯像儀偵來測體溫高低。目前常用的腦功能影像有四種:fMRI ,PET,EEG,NIRS


功能性磁共振成像 (fMRI):
原理:fMRI 測量大腦內血流和氧合變化,以反映神經活動。
成本:MRI 機器和 fMRI 掃描可能相當昂貴,費用因地點和掃描類型而異。
優點:fMRI 具有優越的空間解析度,並能在良好的時間解析度下檢測大腦活動變化。它是非侵入性的,並且不使用離子輻射。
缺點:fMRI 的時間解析度有限,無法檢測單個神經元的活動。它對頭部運動敏感,掃描儀產生的噪音可能干擾聽覺任務。


正電子發射斷層掃描 (PET) / 單光子發射計算斷層掃描 (SPECT):
原理
:PET/SPECT 使用放射性示蹤劑來追踪大腦中血流、新陳代謝和神經傳導物活動的變化。
成本:PET/SPECT 掃描和放射性示蹤劑可能相當昂貴,費用因地點和掃描類型而異。
優點:PET/SPECT 具有優越的靈敏度,可以在分子層面檢測大腦活動的變化。它們還可以用來研究各種神經傳導物和受體。
缺點:PET/SPECT 掃描使用示蹤劑。它們的空間解析度也低於 fMRI,並且可能耗時較長。

腦電圖 (EEG):
原理:EEG 使用放置在頭皮上的電極來測量大腦的電活動。
成本:與其他成像技術相比,EEG 機器和電極相對較為便宜。
優點:EEG 具有高時間解析度,可以實時檢測大腦活動的變化。它還具有便攜性,可以用來研究自然行為期間的大腦活動。
缺點:EEG 的空間解析度有限,無法檢測深層大腦結構的活動。它對如肌肉活動和電干擾等人工影響也敏感。


近紅外光譜術 (NIRS):
原理:NIRS 使用近紅外光來測量大腦中血流和氧合的變化。
成本:與其他成像技術相比,NIRS 機器和感測器相對較為便宜。
優點:NIRS 是非侵入性和便攜式的,可以用來研究自然行為期間的大腦活動。它還非常安全,可以用於嬰兒等人群。
缺點:NIRS 的空間解析度有限,並且對噪音源(如運動和皮膚色素變化)敏感。