Tecniche di imaging strutturali e funzionali Flashcards
Tecniche di radiografia convenzionale
- raggi x
- ossa assorbono i raggi x perchè sono strutture dense
- immagine bidimensionale
- raggi ionizzanti
Tomografia assiale computerizzata (TAC)
- raggi x
- il dispositivo ruota intorno al paziente ottenendo immagini trasversali del soggetto (fette), che poi vengono unite grazie al problema inverso, passando da pixel a voxel
- identifica sostanza grigia e sostanza bianca
Risonanza magnetica per immagini (MRI)
- magnete principale
- magnete a gradiente
- bobina di radiofreqeunza
- idrogeno (fase di eccitazione e fase di rilassamento)
- immagini pesate in T1 (longitudinale, buona risoluzione spaziale), T2 (trasversale, ottimo per captare lesioni cerebrali)
- immagini in 3D
IMAGING PESATO IN DIFFUSIONE
è specificatamente utile per delineare i tratti di fibre di sostanza bianca nel cervello. Generalmente l’acqua circola in maniera casuale nel corpo (isotropica); nel cervello invece, per via della mielina idrofoba, tende a muoversi parallelamente agli assoni e non in direzione perpendicolare (anisotropica). Quando la diffusione dell’acqua è ostacolata, il segnale è più
alto; da qui l’aspetto grigio dell’immagine pesata in base alla diffusione rispetto a quella non pesata in diffusione. In questo modo riusciamo ad acquisire due immagini in rapidissima successione, ottenendo informazioni su come l’acqua si è mossa e deducendo l’orientamento dei fasci di fibre di materia bianca con un’ottima risoluzione spaziale.
In questo modo riusciamo a ricostruire delle immagini che ci indicano la
direzionalità delle fibre.
Diffusion tensor imaging (DTI):
analizza statisticamente un voxel e tutti quelli intorno per ricostruire interamente le fibre
- bassa risoluzione temporale
RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE
- ossiemoglobina
- desossiemoglobina
- BOLD correlato ai local field potential (potenziale post sinaptico)
1. ACQUISIZIONE DI IMMAGINI STRUTTURALI: viene effettuata una MRI pesata in T1 che ha un’elevata risoluzione spaziale
2. ACQUISIZIONE DI IMMAGINI FUNZIONALI: vengono effettuate più fMRI pesate in T2 (a più bassa risoluzione spaziale) (vengono acquisite diverse centinaia di immagini)
3. APPAIAMENTO DELLE 2 IMMAGINI (co-registrazione): sovrappongo le 2 immagini ottenute; in questo modo le attivazioni cerebrali rilevate in T2 appariranno proiettate su un’immagine anatomica ad altissima risoluzione (T1)
4. NORMALIZZAZIONE: ogni cervello umano è leggermente diverso dall’altro; per questo, utilizzando metodi stereotassici, devo applicare una normalizzazione spaziale che mi
permette di trasformare le immagini specifiche in immagini standard in cui so che ad ogni coordinata corrisponde a una determinata porzione cerebrale
Il metodo più utilizzato nelle fMRI è il METODO SOTTRATTIVO
in cui metto a confronto la fMRI di un cervello sottoposto ad un compito e la fMRI di un controllo e ne rilevo le differenze (faccio la sottrazione voxel per voxel).
Fu DONDERS a inventare questo metodo.
-paradigma a blocchi –> DMN Default mode network
-connettività funzionale
- resting state network
- network off/on
MULTI VOXEL PATTERN ANALYSIS
bassa risoluzione temporale
PET tomografia ed emissione di positroni
RADIOTRACCIANTI sono composti chimici che vengono immessi nel sangue, in cui un atomo è
stato sostituito da un isotopo radioattivo instabile (ovvero un atomo in cui viene inserito un
protone in più che lo rende instabile e di breve durata).
- due raggi gamma grazie alla distruzione di un positrone e di un elettrone
-ciclotrone
- tracciante di perfusione
- tracciante metabolico
- tracciante di imaging con target proteico
Una variante della PET è la TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA A EMISSIONE DI FOTONE
SINGOLO (SPECT) (tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo), che è uguale alla PET ma invece di rilevare la simultaneità di 2 fotoni gamma che vanno in direzioni opposte, rileva un fotone per volta, quindi ha una risoluzione spaziale minore.
Scarsa risoluzione temporale: dipende dall’emivita dei radioisotopi
- Scarsa risoluzione spaziale: dipende dall’ “andare a spasso” dei positroni.
- Non fornisce dati anatomici, per questo deve essere combinata sovrapponendola a
un’immagine strutturale del cervello ad alta risoluzione
STIMOLAZIONE MAGNETICA TRANSCRANICA (TMS)
è una tecnica
di neurostimolazione non invasiva che, creando delle stimolazioni in delle specifiche aree cerebrali, ci consentono di osservarne l’effetto sul comportamento.
Si basa sull’applicazione di un campo magnetico sullo scalpo mediante una bobina o coil.
ELETTROENCEFALOGRAFIA
è una tecnica neurofisiologica che ci
consente di registrare direttamente l’attività elettrica dei neuroni. L’EEG è un metodo non invasivo per registrare l’attività elettrica del cervello attraverso degli ELETTRODI che vengono posti sullo scalpo.
Vengono registrati segnali oscillatori caratterizzati da un’ampiezza (misurata in microVolt) e una frequenza (misurata in Hz) e rappresentano la differenza di
potenziale tra quell’elettrodo e un elettrodo di riferimento (posizionato solitamente sull’osso dietro l’orecchio).
L’EEG capta i segnali di un grande numero di neuroni piramidali nel 3° e 5° strato della corteccia, orientati perpendicolarmente rispetto alla corteccia (nelle circonvoluzioni).
TIPI DI ONDE
- ONDE GAMMA: bassa ampiezza e alta frequenza
- ONDE BETA: bassa ampiezza e alta frequenza, occhi aperti
- ONDE ALPHA: veglia a occhi chiusi, molto attiva durante il filtraggio di informazioni
- ONDE THETA: legato all’attività dell’ippocampo
- ONDE DELTA: alta ampiezza e bassa frequenza (elevata sincronia dei neuroni). Presente nel
sonno ad onde lente
MAGNETOENCEFALOGRAFIA
- capta i piccolissimi campi magnetici dei neuroni piramidali nei solchi, paralleli allo scalpo
- super conduttori SQUID (elio liqudio)
- migliore risoluzione spaziale rispetto all’EEG
