કાર્યાત્મક મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ: સારવાર, અસરો અને જોખમો

કાર્યાત્મક એમ. આર. આઈ (fMRI) એ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ ટેકનિક છે જેનો ઉપયોગ શરીરમાં શારીરિક ફેરફારોની છબી માટે થાય છે. તે પરમાણુ ચુંબકીય રેઝોનન્સના ભૌતિક સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે. સંકુચિત અર્થમાં, આ શબ્દનો ઉપયોગ સક્રિયની પરીક્ષાના સંદર્ભમાં થાય છે મગજ વિસ્તાર.

કાર્યાત્મક ચુંબકીય રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ શું છે?

ક્લાસિકલ એમઆરઆઈ અનુરૂપ અંગો અને પેશીઓની સ્થિર છબીઓ દર્શાવે છે, જ્યારે એફએમઆરઆઈ પ્રવૃત્તિમાં ફેરફારોનું પુનઃઉત્પાદન કરે છે. મગજ ચોક્કસ પ્રવૃત્તિઓના પ્રદર્શન દરમિયાન ત્રિ-પરિમાણીય છબીઓ દ્વારા. પર આધારિત છે એમ. આર. આઈ (MRI), ભૌતિકશાસ્ત્રી કેનેથ ક્વોંગે વિવિધ પ્રવૃત્તિઓમાં ઇમેજિંગ ફેરફારો માટે ફંક્શનલ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (fMRI) વિકસાવ્યું. મગજ વિસ્તાર. આ પદ્ધતિ પગલાં મગજમાં ફેરફાર રક્ત પ્રવાહ કે જે ન્યુરોવાસ્ક્યુલર કપ્લીંગ દ્વારા મગજના સંબંધિત વિસ્તારોમાં પ્રવૃત્તિ ફેરફારો સાથે સંકળાયેલ છે. આ પદ્ધતિ માપવામાં આવેલા વિવિધ રાસાયણિક વાતાવરણનો લાભ લે છે હાઇડ્રોજન માં મધ્યવર્તી કેન્દ્ર હિમોગ્લોબિન of પ્રાણવાયુ- ક્ષીણ અને ઓક્સિજનયુક્ત રક્ત. ઓક્સિજનયુક્ત હિમોગ્લોબિન (ઓક્સિહેમોગ્લોબિન) ડાયમેગ્નેટિક છે, જ્યારે પ્રાણવાયુ-મુક્ત હિમોગ્લોબિન (ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિન) પેરામેગ્નેટિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. ના ચુંબકીય ગુણધર્મોમાં તફાવત રક્ત તરીકે પણ ઓળખાય છે બોલ્ડ અસર (બ્લડ-ઓક્સિજનેશન-લેવલ ડિપેન્ડન્ટ ઇફેક્ટ). મગજમાં કાર્યાત્મક પ્રક્રિયાઓ ક્રોસ-વિભાગીય છબી શ્રેણીના સ્વરૂપમાં રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. આ રીતે, વ્યક્તિગત મગજના વિસ્તારોમાં પ્રવૃત્તિમાં થતા ફેરફારોની તપાસ પરીક્ષણ વિષયો પર કરવામાં આવતા ચોક્કસ કાર્યો દ્વારા કરી શકાય છે. માનસિક વિકૃતિઓ ધરાવતા વ્યક્તિઓની મગજની પ્રવૃત્તિઓ સાથે તંદુરસ્ત નિયંત્રણ વિષયોમાં પ્રવૃત્તિની પેટર્નની તુલના કરવા માટે આ પદ્ધતિનો પ્રારંભમાં મૂળભૂત સંશોધન માટે ઉપયોગ થાય છે. જો કે, વ્યાપક અર્થમાં, કાર્યાત્મક શબ્દ એમ. આર. આઈ હજુ પણ કાઇનેમેટિક મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગનો સમાવેશ કરે છે, જે વિવિધ અવયવોની ગતિશીલ રજૂઆતનું વર્ણન કરે છે.

કાર્ય, અસર અને લક્ષ્યો

કાર્યાત્મક મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ એ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગ (MRI) નો વધુ વિકાસ છે. ક્લાસિકલ એમઆરઆઈ અનુરૂપ અંગો અને પેશીઓની સ્થિર છબીઓ દર્શાવે છે, જ્યારે એફએમઆરઆઈ ચોક્કસ પ્રવૃત્તિઓના પ્રદર્શન દરમિયાન ત્રિ-પરિમાણીય છબીઓ દ્વારા મગજમાં પ્રવૃત્તિમાં થતા ફેરફારોને પ્રતિબિંબિત કરે છે. આમ, આ બિન-આક્રમક પદ્ધતિની મદદથી, મગજને વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં અવલોકન કરી શકાય છે. ક્લાસિકલ એમઆરઆઈની જેમ, માપનો ભૌતિક આધાર શરૂઆતમાં ન્યુક્લિયર મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ પર આધારિત છે. અહીં, પ્રોટોનના સ્પિન હિમોગ્લોબિન સ્થિર ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરીને રેખાંશ રૂપે ગોઠવાયેલ છે. ઉચ્ચ-આવર્તન વૈકલ્પિક ક્ષેત્ર ચુંબકીયકરણની આ દિશામાં ટ્રાંસવર્સલી લાગુ પડે છે, જ્યાં સુધી રેઝોનન્સ (લેમોર આવર્તન) સુધી પહોંચવામાં ન આવે ત્યાં સુધી સ્થિર ક્ષેત્રમાં ચુંબકીકરણના ટ્રાંસવર્સ ડિફ્લેક્શનની ખાતરી કરે છે. જો ઉચ્ચ-આવર્તન ક્ષેત્ર બંધ હોય, તો ચુંબકીયકરણ ફરીથી સ્થિર ક્ષેત્ર સાથે સંરેખિત ન થાય ત્યાં સુધી ઊર્જાના વિસર્જન હેઠળ ચોક્કસ સમય લે છે. આ છૂટછાટ સમય માપવામાં આવે છે. એફએમઆરઆઈમાં, ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિન અને ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના વિવિધ ચુંબકીયકરણના સંજોગોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આના પ્રભાવને કારણે બે સ્વરૂપો માટે અલગ અલગ રીડિંગમાં પરિણમે છે પ્રાણવાયુ. જો કે, મગજમાં શારીરિક પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ઓક્સિહેમોગ્લોબિન અને ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિનનો ગુણોત્તર સતત બદલાતો હોવાથી, સીરીયલ રેકોર્ડિંગ્સ fMRI ના ભાગ રૂપે કરવામાં આવે છે, જે દરેક સમયે ફેરફારોની નોંધણી કરે છે. આમ, થોડીક સેકન્ડોની સમય વિન્ડોમાં, ન્યુરોનલ પ્રવૃત્તિને મિલીમીટરની ચોકસાઈ સાથે વિઝ્યુઅલાઈઝ કરી શકાય છે. પ્રાયોગિક રીતે, ન્યુરોનલ પ્રવૃત્તિનું સ્થાન બે અલગ અલગ સમય બિંદુઓ પર ચુંબકીય રેઝોનન્સ સિગ્નલના માપ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પ્રથમ, માપન આરામની સ્થિતિમાં અને પછી ઉત્સાહિત સ્થિતિમાં કરવામાં આવે છે. પછી, રેકોર્ડિંગની સરખામણી આંકડાકીય પરીક્ષણ પ્રક્રિયામાં કરવામાં આવે છે અને આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર તફાવતો અવકાશી રીતે સોંપવામાં આવે છે. પ્રાયોગિક હેતુઓ માટે, ઉત્તેજના વિષયને ઘણી વખત રજૂ કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે આનો અર્થ એ થાય છે કે કાર્ય વારંવાર પુનરાવર્તિત થાય છે. બાકીના તબક્કાના માપન પરિણામો સાથે ઉત્તેજનાના તબક્કામાંથી ડેટાની સરખામણીના તફાવતોની ગણતરી કરવામાં આવે છે અને પછી ચિત્રાત્મક રીતે પ્રદર્શિત થાય છે. આ પ્રક્રિયા દ્વારા, કઈ પ્રવૃત્તિ દરમિયાન મગજના કયા ક્ષેત્રો સક્રિય છે તે નિર્ધારિત કરવાનું શક્ય હતું. વધુમાં, મનોવૈજ્ઞાનિક વિકૃતિઓમાં મગજના અમુક વિસ્તારોના સ્વસ્થ મગજમાં તફાવતો નક્કી કરી શકાય છે. મૂળભૂત સંશોધન ઉપરાંત, જે મનોવૈજ્ઞાનિક વિકૃતિઓના નિદાન માટે મહત્વપૂર્ણ તારણો પૂરા પાડે છે, પદ્ધતિનો સીધો ઉપયોગ ક્લિનિકલ પ્રેક્ટિસમાં પણ થાય છે. એફએમઆરઆઈની મુખ્ય ક્લિનિકલ એપ્લિકેશન એ ઓપરેશનની તૈયારીમાં ભાષા-સંબંધિત મગજ વિસ્તારોનું સ્થાનિકીકરણ છે. મગજની ગાંઠો. ઉદ્દેશ્ય એ સુનિશ્ચિત કરવાનો છે કે શસ્ત્રક્રિયા દરમિયાન આ વિસ્તાર મોટાભાગે બચી જાય. ફંક્શનલ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગના અન્ય ક્લિનિકલ એપ્લીકેશન્સ ચેતનાની વિકૃતિઓ ધરાવતા દર્દીઓના મૂલ્યાંકન સાથે સંબંધિત છે, જેમ કે કોમા, જાગતા કોમા, અથવા MCS (ઓછી સભાન સ્થિતિ).

જોખમો, આડઅસરો અને જોખમો

કાર્યાત્મક ચુંબકીય રેઝોનન્સ ઇમેજિંગની મોટી સફળતા હોવા છતાં, આ પદ્ધતિને તેની દ્રષ્ટિએ પણ વિવેચનાત્મક રીતે જોવી જોઈએ. માન્યતા. ચોક્કસ પ્રવૃત્તિઓ અને અનુરૂપ મગજ વિસ્તારોના સક્રિયકરણ વચ્ચે નોંધપાત્ર સહસંબંધ સ્થાપિત કરી શકાય છે. મનોવૈજ્ઞાનિક વિકૃતિઓ માટે મગજના અમુક વિસ્તારોનું મહત્વ પણ સ્પષ્ટ થઈ ગયું છે. જો કે, અહીં માત્ર હિમોગ્લોબિનના ઓક્સિજન લોડિંગમાં થતા ફેરફારોને માપવામાં આવે છે. કારણ કે આ પ્રક્રિયાઓ ચોક્કસ મગજના વિસ્તારોમાં સ્થાનીકૃત થઈ શકે છે, એવું માનવામાં આવે છે કે મગજના આ વિસ્તારો પણ ન્યુરોવાસ્ક્યુલર જોડાણને કારણે સક્રિય થાય છે. તેથી, મગજ સીધી રીતે વિચારવાનું અવલોકન કરી શકતું નથી. એ નોંધવું જોઇએ કે રક્ત પ્રવાહમાં ફેરફાર ચેતાકોષીય પ્રવૃત્તિ પછી થોડીક સેકંડના વિલંબિત સમયગાળા પછી જ થાય છે. તેથી, ડાયરેક્ટ મેપિંગ ક્યારેક મુશ્કેલ બને છે. જો કે, અન્ય બિન-આક્રમક ન્યુરોલોજીકલ પરીક્ષા પદ્ધતિઓની તુલનામાં એફએમઆરઆઈ માટેનો ફાયદો એ પ્રવૃત્તિઓનું વધુ સારું અવકાશી સ્થાનિકીકરણ છે. જો કે, ટેમ્પોરલ રિઝોલ્યુશન ઘણું ઓછું છે. રક્ત પ્રવાહ માપન અને હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન દ્વારા ન્યુરોનલ પ્રવૃત્તિઓનું પરોક્ષ નિર્ધારણ પણ કેટલીક અનિશ્ચિતતા પેદા કરે છે. આમ, ચાર સેકન્ડથી વધુની વિલંબતા ધારવામાં આવે છે. ટૂંકા ઉત્તેજના માટે વિશ્વસનીય ન્યુરોનલ પ્રવૃત્તિઓ ધારી શકાય કે કેમ તેની તપાસ કરવાની બાકી છે. જો કે, ફંક્શનલ મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ઇમેજિંગના ઉપયોગ માટે હજુ પણ તકનીકી મર્યાદાઓ છે, આ હકીકત પર આધારિત છે કે બોલ્ડ અસર માત્ર લોહી દ્વારા જ ઉત્પન્ન થતી નથી વાહનો પણ જહાજોને અડીને આવેલા સેલ્યુલર પેશીઓ દ્વારા.