ノート:fMRI

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方針について[編集]

提案ですが、いきなり本文を編集せずにノートで叩き台を作るべきだと思いますがいかがですか?blackcat 2007年3月2日 (金) 08:31 (UTC)

下に仮の本文を付けました。2007-03-02T17:43:45版そのままです。blackcat 2007年3月2日 (金) 09:05 (UTC)

先ほどまでの仮本文は非常に分りやすく辞書に近い表現になっていましたので、そのまま掲載した方が良いと思いますが、他の光計測、静脈性下水道効果、解析法などは、もう少し時間を置くほうが良いかと思います。 。Bingachan 2007年3月2日 (金) 10:03 (UTC)

「意図的と思われる記述」が多く含まれていたため、すぐに本文を戻すのは反対です。他の方が履歴を見てどう思われるのかも知りたいところですが...(何も基準はありませんけど)3ヶ月くらいは待った方がいいのではないでしょうか?--blackcat 2007年3月3日 (土) 00:40 (UTC)

英語版のwikipediaの翻訳はそのまま(多少の意訳・省略・訳注はOKということで)で、日本版独自のものを併記する形もいいのではないかと思います。--blackcat 2007年3月3日 (土) 00:51 (UTC)

英語版の方が辞書的である理由はないでの、どうでしょうか? 例えば、光計測からのfMRIの信号理解は、日本の方が進んでいるのではないでしょうか? 問題は、何を意図して辞書にするかではないでしょうか? 全般的には、歴史を知らないとこの一連の記述は難しいと思います。歴史の中にも意図があったと思いますので。 Bingachan 2007年3月3日

日本語がちょっと読みにくいです。英語版を付けるのは中立的観点からそのように提案しているに過ぎません。光計測が具体的に何を指しているのか分かりません。どう理解されているのでしょうか?光計測の結果を無批判に信じた話でしたら個人的には歓迎しません。また、光計測の話は別項目にありますので、そちらで御願いします。--blackcat 2007年3月3日 (土) 08:43 (UTC)

静脈性下水道効果について[編集]

静脈性下水道効果については、複数組織(特定の個人が名を連ねていない)からの出典を明らかにした上で、ノート上での議論を望みます。 「すべての項目は、独自の調査を認めない方針に従う必要があり、正確となるよう努力しなければなりません。ウィキペディアは、個人の意見・経験・議論を書き込み、自説を披露する演説台ではありません。」とあります。また、ノートページで個人的な理論について議論することも歓迎しませんので、特定の個人が名を連ねていない複数組織のソースを御呈示願います。 blackcat

(本文に対して)元論文では、確かに脱酸化ヘモグロビン量ですが、voxel毎の量であるため濃度として問題ないと考えます。「絶対的」を強調する理由がないです。また、低磁場のfMRIで毛細血管に対する相対感度が低いとは言え、毛細血管も局所的な血流上昇(CBF,CBVともに。またそれだけでもない。)の影響を受けているはずです。現時点でよく使われる撮像法程度の解像度で数十μmの細かい話を辞典に載せる理由はないと思います(小動脈や小静脈ごとvoxel内に入っていることも多いでしょう)がいかがでしょうか?blackcat 2007年3月2日 (金) 01:04 (UTC)

voxel毎の脱酸化ヘモグロビン量の絶対量に依存しますので、濃度の考えは、誤りです。 酸化ヘモグロビン量が変化しても信号は、小静脈では変化しにくく、毛細血管内では総ヘモグロビン量の変化をもたらし ます。 「現時点でよく使われる撮像法程度の解像度で数十μmの細かい話を辞典に載せる理由はないと思います」と記述されていますが、空間分解能の話は出ていますので、酸素交換していない静脈の話を、組織反応にもっとも近い毛細血管と誤認するところに問題があります。?Bingachan 2007年3月2日 (金)

いきなり誤りですと言われても...そもそも、何が依存するのですか?voxel毎の量、つまり体積当たりの量なら密度もしくは濃度ではないのですか?誤認も何も、通常はそんな分解能はありませんし、あるような環境なら空間的に分離しますので記載する必要性に乏しいと思います。それから署名を御願い致します。blackcat 2007年3月2日 (金) 04:45 (UTC)

光計測との比較について[編集]

「近赤外線分光法を用いた光脳計測研究、動物実験研究、fMRI研究などのデータが集積され、当初のシムレーションのように神経活動が起こっていてもfMRIでは検出できないことや光計測よりも脳血流計測感度が低いことが指摘されている。」とBingachan氏は述べています。空間的に精度が保証できないものとの比較をしても意味がないため削除致します。blackcat 2007年3月2日 (金) 01:04 (UTC)

これも誤りです。fMRIは空間的に精度が保証されてはいません。また、fMRIの信号が、実際何に起因しているか 研究報告されてきた歴史からこれは、常識的に認知されていることと理解しています。 その理由は、T2*強調画像を用いたfMRIは、太い静脈をより反映する画像法ですので、空間的にはvoxel毎の 信号変化に意味が異なります。 画像法としてマージンの明確なvoxelを決めているので、一見、空間的に保証されているように誤認しやすいだけです。 ?Bingachan 2007年3月2日 (金)

BOLD contrastを利用した場合、その信号源がどこにあるにせよ、「空間的に信号がどこに存在するか」は近赤外吸光法よりもはっきりしていると思いますが?加えて、ここで近赤外吸光法との比較の文章を書くことも個人的に歓迎しません。neuroimaging法の比較の項目を別に作るべきでしょう。blackcat 2007年3月2日 (金) 04:45 (UTC)
フォトンの経路が不明確であり、通過する経路に(脳実質の測定対象領域以外で通過する経路にblackcat)ヘモグロビンがあるなど、比較するのが困難な近赤外吸光法との比較は、辞典においては不適切と考えます。別項目にすべきと考え、当該部位を削除します。blackcat 2007年3月2日 (金) 05:20 (UTC)

一部賛成一部反対という立場で意見を書かせていただきます. まず,blackcat氏の発言中の「空間的に精度が保証できないものとの比較をしても意味がないため」というのは前半は確かに正しいですが意味が有るか無いかは断定できる物ではないと考えます.しかし,Bingachan氏の発言中の「脳血流計測感度が低いことが指摘されている」というところですが,計測感度が低いという表現ではなく,次のように事実だけを述べてはどうでしょうか. 「(前略)fMRIでは検出できないことがあると指摘されている。」 実際これは光脳機能イメージング学会で報告されていたように記憶しています(今手元に抄録が無いので曖昧ですいません)ので,この記述を掲載する事は問題が無いと考えます.

しかし,これらの論議はfMRIの項目ではなく脳機能イメージングの項目で行うべきではないでしょうか?この比較の項目を総合的な場に移すという点ではblackcat氏に賛成いたします.UNIPUMA 2007年5月3日 (木) 08:34 (UTC)

確かに比較の方法によっては意味はあるかもしれないですね。「神経活動が起こっていてもfMRIでは検出できないことが指摘されている。」のは正しいと思いますが、統計処理をしていますので何%かは偽陰性になりますし、偽陽性もあります。この類の話については処理方法を詳しく述べる方が建設的だと思っています。当たり前ですけど、仮定したNeuro-Vascular couplingが崩れた場合も検出できませんね。感度の問題などまで含めると、どう書けばいいやら迷います。神経活動自体の定義(範囲?)も?ですし。blackcat 2007年5月8日 (火) 10:17 (UTC)

原理[編集]

提案ですが、BOLD効果の原理と、T2*強調像の特徴と、出所不明な情報が混在しているため、非常に分かり辛い文章だと思います。 分けて書くべきではないでしょうか?blackcat 2007年3月2日 (金) 08:31 (UTC)

毛細血管・静脈[編集]

「毛細血管では、必ずしも脱酸化ヘモグロビンの増減とMRI信号変化の関係が線形的に変化せず、総ヘモグロビンの変化を強く受けることが分っている。さらに、毛細血管からの信号よりもはるかに静脈信号が高いことが明らかになっている。」とBingachan氏は述べています。酸化ヘモグロビンはdiamagneticですが、大半の生体物質はdiamagneticです。どうやってMRIで、酸化ヘモグロビンと他の物質を区別されたのしょうか?MRI信号とは具体的に何か?もわかりませんので削除しました。--blackcat 2007年3月2日 (金) 01:04 (UTC)

この文章に意味が理解できていませんね。1993年のシムレーションの論文から現在にいたるまで議論されてきたMRIの信号ソースの意味が分っていれば、理解できるとおもいます。 T2*強調画像では、1voxel内の静脈と毛細血管は、異なった信号の動きをします。 取り分け、静脈の信号変化が大きいため、毛細血管の信号は反映されにくくなります。これは、超高磁場下でも同じです。 この際、酸化ヘモグロビンの変化は、静脈にはほとんど影響しません。しかし、毛細血管では、総ヘモグロビン量として 信号に寄与します。 上記を踏まえてもう一度書き直します。?Bingachan 2007年3月2日 (金)


上記ノート記載内容を理解されていないとお見受けします。どうやってMRIで酸化ヘモグロビンと他の物質を区別されたのしょうか?他の方法を用いたのであれば、その理解はおかしいと思います。--blackcat 2007年3月2日 (金) 04:45 (UTC)
「毛細血管と静脈では、脳血流変化に対するT2*信号変化の機序が異なることが分っている。 」機序とは仕組みのことです。全く違う仕組みのような誤解を与える表現はやめるべきではないでしょうか?--blackcat 2007年3月2日 (金) 08:31 (UTC)
提案ですが、静脈はひとまとめにするのではなく、出典を明らかにしながら、小静脈・細静脈や血管径についての具体的な記載をしていくようにした方が良いと思うのですが、いかがでしょうか?--blackcat
「T2*強調画像では、<中略>毛細血管では、総ヘモグロビン量として信号に寄与します。」すみませんが、magnetic susceptibility effect以外の話をされているのかどうか教えて頂けませんか?もし前記以外の話でしたら出典をご教示下さい。--blackcat 2007年3月2日 (金) 11:27 (UTC)

毛細血管と静脈では、脳血流変化に対するT2*信号変化の機序が異なることは、当初の1992年から1995年頃までに盛ん議論報告されたことで、これ以上、解析的に分類していきますと枝葉末節になる可能性と、今までの歴史を述べる必要がありますので、辞典という観点からは、仮本文ぐらいで、とどめたほうが良いかと思います。 最近では、心理学者の応用が進み、原理の根底が何であったか?あまり記述できる方が少なくなったので、 違和感があるのではないでしょうか? ほかは、ノートでまとめてもいいのではないでしょうか? それから、T2*強調画像法におけるT2*信号に影響しますから、当然MSE-magnetic susceptibility effect(以下MSE)--blackcat-のことです。文献は、まず1993年のシムレーションの論文から始まり、ISMRM(国際MR学会)の当時の抄録から丹念に読まれれば、いままで記述してきた意味と歴史的背景がお分かりになると思います。もちろん日本語で総説をしっかり書かれている研究者もおられますので、ご参考にされると良いかと存じます。 また、2000年以降では、画像法の問題点がはっきりしてきていますので、総ヘモグロビン変化そのものをターゲットに研究しはじめているグループのあるのではないでしょうか。総じて、最近では珍しい、勢いのある議論に感謝します。 。--Bingachan 2007年3月2日 (金) 10:20 (UTC)

原理は分かりにくい記述と考えています。時間をかけて記述する予定です。それから略号をいきなり使うのはなるべく避けて下さい。他の方が議論に加わりにくくなります。血管径ならびに血管内外の違いによるMSEの差違の一連の研究をおっしゃっていると推察します。何度もお聞きしますが、「総ヘモグロビン変化をターゲットにして」や上記の話から、MRIでどうやって酸化ヘモグロビンと他の物質を区別されたのかはっきりさせる必要があるのではないでしょうか?--blackcat 2007年3月2日 (金) 23:21 (UTC)
それからT2*強調を行ったからと言って、当然MSEのことと言うのはどうでしょうか?プロトンデンシティなど他要因が全く影響しないとお考えですか?--blackcat 2007年3月3日 (土) 00:14 (UTC)

すみません。Bingachan氏のコメントが長いので、分けさせて頂きます。--blackcat

この一連のご質問のされ方から推測しますと、根本的なfMRIに対する捉え方の違いを感じます。 脳血流動態の変化を検出を目的とする磁気共鳴現象を使った画像法を構成しようとしたとき、 その画像法の意図する信号ソースを意味して記述するのか? あるいは、T2*強調画像法にしても、その撮像結果としての、信号変化のソースを論じるのかの違いがあると思います。 T2*強調画像に影響を与えている因子は、絶対的な脱酸素ヘモグロビン量かというとそうではないので、 そうするとそうではない原因という風になりますが、そのような記述にまとめるかは、方向性が異なります。 しかし、このようにまとめるとかなり広がりすぎて、集約的理解が難しくなるのではとおもいます。

何かはぐらかされていますね(質問の答えになっていません)。集約的理解とは何ですか?誰かの意図に従う理解を促すような記述をするぐらいなら、何も書かない方がましだと思います。T2*強調画像に影響を与えている因子は、そういう因子です。方向性の問題ではありません。--blackcat 2007年3月3日 (土) 09:39 (UTC)

それから、意図的な記述として感じられているようですが、 歴史的に論じれば、良いのではないでしょうか? そのために、例えば、BOLD効果という表現は既に曖昧で,歴史的には、初期に、ミネソタ大学、ベル研究所のグループが主に主張していた既に意図的な言葉だからです。 ところが、T2*強調画像からの信号変化が、単純なものではないと分り、かつ、超高磁場での効果、利点が、当初の予測よりさほど期待されないことが分り、原理をあまり配慮しない、心理学分野での応用解析が主流となったわけです。 そこで、MRIの技術者やfMRIの原理研究者たちの手から、PETでの脳機能研究者、心理学者が多く加わり、 曖昧なBOLD効果というのが曖昧な流れと認識していますがいかがですか?

「T2*強調画像からの信号変化が、単純なものではないと分り」って...逆にお聞きしますけど、単純なMRIの信号って何ですか? 初めから分かっていたことでしょう。違いますか?「曖昧な」BOLD効果?「下水道」と言い、意図的なものをすごく感じるのですけど?BOLDはBOLDです。元論文の式で示されているとおり、あれ以下でも以上でもありません。

しかし、原理の話を辞書として記述するのであれば、「神経活動を計測しているfMRI」という記述も時々認められますが、T2*強調画像法は、神経活動を測定しているものではありません。「BOLD法を用いたfMRI」という記述も、 原理的には適切ではありません。

現在多く行われているsingle shot EPIによる計測は、BOLD効果が主要因でないとしたら、何が主要因だとお考えなのですか?別にBOLDじゃなくても、造影剤などを使ってもfMRIと言うべきなんだと思ってますが。

くどいようですが、意図的な言葉を使わずに、適切に表現をしていくことが重要とおもいます。 主な信号は、血管で、そのなかでも主要な信号は静脈で、静脈は脳組織外の反応、毛細血管は脳組織信号ということになります。

毛細血管もニューロンの外ですが?また、脳組織とは曖昧な言葉のはずです。「信号源が脳組織外の静脈」と書きたいと言われると印象操作の意図(失礼)を疑ってしまいます。それとも、近赤外分光法の本文を「ニューロン外の毛細血管の酸素交換(それが測れている保証はないと思っていますが)を光機能計測と考えると分かりやすい」と書き変えた方がよろしいですか?私はそうは思いませんけど。--blackcat 2007年3月3日 (土) 09:39 (UTC)

それから、静脈性下水道効果というのは、生理的な現象とT2*強調画像法との関係を適切にかつ直感的に理解できる単語だと理解しています。 もし、Blackcatさんがこれ以上に詳細に、お分かりになっているのであれば、その記述を見てみたいので、 一連の説明を記述していただければ、いつでもコメントしてみたいとおもいますので、よろしくお願いいたします。 Bingachan 2007年3月3日 2:30(UTC)

「下水道」は(関わっている人達に)失礼にあたるかもしれません。そんな表現を変えた程度で適切に理解できるとは思えません。まじめに説明すべきです。--blackcat 2007年3月3日 (土) 09:39 (UTC)
下水道に関して差別的な発言をしたかもしれませんので削除しました。お詫びして訂正致します。--blackcat 2007年3月3日 (土) 10:04 (UTC)

削除・訂正など[編集]

2/25「信号変化がマイナスに傾く」の前後のつながりが全く分からないため削除させて頂きました。blackcat

「画像法から信号を採取し」とBingachan氏は述べていますが、画像法から信号は採取できませんので訂正致します。blackcat 2007年3月2日 (金) 05:20 (UTC)

移動[編集]

「fMRIでは、他のメソッドと比較して形態脳画像と重ねやすい特徴があるが、distortionと呼ばれる機能画像のvoxelが変形する技術的な問題も残っている。」これは問題点へ移します。また、これはT2*強調画像一般の問題点です。加えて形態画像ごと同じように歪みます。blackcat 2007年3月2日 (金) 05:20 (UTC)


これより仮本文です


仮本文[編集]

fMRI (functional magnetic resonance imaging) はMRI核磁気共鳴も参照)を利用して、ヒトおよび動物の 脳や脊髄の活動に関連した血流動態反応を視覚化する方法の一つである。最近のニューロイメージングの中でも最も発達した手法の一つである。

  • 方針について
  • 静脈性下水道効果について
  • 光計測との比較について
  • 原理について
  • 毛細血管・静脈について

などの議論はノート:FMRIで行っています。

脳血流動態[編集]

100年以上前から、脳の血流や酸素化の程度と神経活動には密接な関係があることが知られていた(Roy and Sherrington, 1890)。神経細胞が活動するとき、局所の毛細血管の赤血球のヘモグロビンによって運ばれた酸素が消費される。酸素利用の局所の反応は血流増加(血液量と血流量)を引き起こすことが知られている。(w:en:Functional_magnetic_resonance_imaging 訳注:直接的な関係かどうかは疑問である)。 毛細血管内で酸素交換が起こり、酸化ヘモグロビンが酸素を組織にわたし、脱酸化ヘモグロビンが増加する。さらに時間的に遅延して(1〜5秒程度)脳血流が増加することで、酸化ヘモグロビンが増加し脱酸化ヘモグロビンが減少する。この反応は6-10秒程度で最大となる。  

原理[編集]

T2*強調画像法で主に脳血流動態を測定する場合、計測原理は形態画像によるMRIに、血流変化による信号変化を統計処理したマップを重ねる事で活脳図を画像表示している。T2*強調画像法では、MRIのシーケンスを使用して、T2*信号の差違を検出する。安静時と比較して、賦活課題中の静脈からの信号の上昇が見込まれる。

毛細血管と静脈では、脳血流変化に対するT2*信号変化の機序が異なることが分っている。 ヘモグロビンは酸化されていると反磁性体であるが、脱酸化状態だと常磁性体となる。それ故、血液の核磁気共鳴信号は静脈では、反磁性体の酸化ヘモグロビンの変化には影響されにくく、常磁生体の脱酸化ヘモグロビンの変化に依存して変化しやすい。一方、毛細血管では、総ヘモグロビンあるいは血液量の変化にも依存し、必ずしも、常磁生体の脱酸化ヘモグロビンの変化と線形に比例して、信号変化が起こらない。


これら静脈に起こる信号増加のソースは、inflow効果(血液流入), BOLD効果(脱酸化ヘモグロビンの減少)など様々な要因が関与すると説明されている。信号減少が起こった場合には、生理的説明が複雑化し、諸説分かれている。 一般には、高磁場の装置を用いても酸素交換の現場である毛細血管からの信号変化をT2*強調画像法で検出しにくいと考えられている。

問題点[編集]

T2*強調画像法によって計測することで、毛細血管と静脈のように血管径の大きさによって、信号が異なった変化をすることが、シミュレーションによっても、実計測によっても明らかになっている。毛細血管からの信号が静脈信号をよりも小さいことは、1993年小川らベル研究所とミネソタ大学の共同研究で報告されている。 また、時系列情報を持ったT2*強調画像法(A)では一般的にdistortionが生じやすく、他の画像法を用いた形態画像(B)との位置合わせのずれが指摘されているが、(A)自体に形態情報が存在している。しかし、(A)の画像が荒いため、他の画像法と位置合わせをして研究発表などに用いることが多い。

分解能[編集]

一般に、高磁場のもの程、高い空間分解能を持っている。例えばミネソタ大学(米国)の7テスラの装置を使ったデータでは、脳組織の信号よりも、表在静脈の信号が強く検出されることが示されている。理化学研究所の脳科学総合研究センターから、4テスラの装置を使った1mm未満の空間分解能の可能性を指摘する活脳図の報告もある。 また、神経活動が開始した後、明瞭な信号の時間変化が始まるまでに1-3秒程度かかることが報告されている。すなわち、血液が毛細血管通過時間をすぎ、静脈相の時間帯でより信号変化が起こるので、神経活動とほぼ同時におこる酸素交換反応を高い時間分解能で得るのは難しいとされている。