State-of-the-art neuroimaging techniques

Abstract

Modern high-field MRI and multispiral CT machines enable not only exploring structural changes in the central nervous system (CNS) but also evaluating cerebral blood flow, cerebral metabolic processes, and functional status of various brain regions. In this article, we review state-of-the-art neuroimaging techniques such as diffusion tensor imaging, susceptibility-weighted imaging, functional MRI, and MRI morphometry.The article provides a brief description of the physical principles of these techniques as well as their application in research and clinical practice.

About the authors

M. A. Piradov

Research Center of Neurology

Author for correspondence.
Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

M. M. Tanashyan

Research Center of Neurology

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

M. V. Krotenkova

Research Center of Neurology

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

V. V. Bryukhov

Research Center of Neurology

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

E. I. Kremneva

Research Center of Neurology

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

R. N. Konovalov

Research Center of Neurology

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

References

  1. Боголепова И.Н., Малофеева Л.И. Гендерные особенности цитоархитектоники речедвигательных полей 44 и 45 мозга. Морфология. 2011; 140(6): 19–24.
  2. Брюхов В.В., Куликова С.Н., Кротенкова М.В. и др. Современные методы визуализации в патогенезе рассеянного склероза. Анн.клинич. и эксперим. неврол. 2013; 3: 47–53.
  3. Брюхов В.В., Максимова М.Ю., Коновалов Р.Н., Кротенкова М.В. Приоритеты визуализации внутримозговых гематом (обзор литературы). Медицинская визуализация. 2007; 6: 9–17.
  4. Бушенева С.Н. Современные возможности исследования функционирования и реорганизации мозговых структур (обзор) / С.Н. Бушенева, А.С. Кадыков, М.В. Кротенкова. Неврологич. журн. 2007; 3: 37–41.
  5. Верещагин Н.В., Брагина Л.К., Вавилов С.Б. и др. Компьютерная томография мозга. М.: Медицина, 1986.
  6. Добрынина Л.А., Кремнева Е.И., Коновалов Р.Н., Кадыков А.С. Использование пассивной двигательной парадигмы в оценке сенсомоторной системы методом фМРТ. Анн. клинич. и эксперим. неврол. 2011; 3: 11–19.
  7. Добрынина Л.А., Коновалов Р.Н., Кремнева Е.И., Кадыков А.С. МРТ в оценке двигательного восстановления больных с супратенториальными инфарктами. Анн. клинич. и эксперим. неврол. 2012; 2: 4–10.
  8. Домашенко М.А., Максимова М.Ю., Лоскутников М.А. и др. Механизмы реперфузии при внутривенной тромболитической терапии у пациентов с ишемическим инсультом. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2012; 4: 53–58.
  9. Захарова Н.Е., Корниенко В.Н., Потапов А.А., Пронин И.Н. Нейровизуализация структурных и гемодинамических нарушений при травме мозга. М., 2013.
  10. Корниенко В.Н., Пронин И.Н. Диагностическая нейрорадиология. М.: Издательство ИП «Андреева Т.М.», 2006: 317–324.
  11. Кремнева Е.И. Ишемический инсульт: функциональная реорганизация сенсомоторных систем при имитации локомоции. Автореферат дисс.канд. мед. наук. М., 2012.
  12. Кремнева Е.И., Коновалов Р.Н., Кротенкова М.В. и др. Картирование речевых структур головного мозга у здоровых людей с помощью фМРТ. Лучевая диагностика и терапия, 2012; 2 (3): 65–72.
  13. Кремнева Е.И., Суслин А.С., Говорин А.Н. и др. ФМРТ-картирование алиментарных функциональных зон головного мозга. Анн. клинич. и эксперим. неврол. 2015; 9(1): 32–36.
  14. Кротенкова И.А., Брюхов В.В., Переседова А.В., Кротенкова М.В. Атрофия центральной нервной системы при рассеянном склерозе: данные МРТ-морфометрии. Журн. неврол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. 2014; 2: 50–56.
  15. Кротенкова М.В., Кугоев А.И., Коновалов Р.Н. и др. Магнитно-резонансная томография при рассеянном склерозе. Медицинская визуализация. 2001; 1: 62–66.
  16. Куликова С.Н. Парез кисти при ремиттирующем рассеянном склерозе (динамическое клинико-нейровизуализационное исследование). Автореф. дисс. канд. мед. наук. М., 2013.
  17. Кунцевич Г.И., Танашян М.М., Скрылев С.И. и др. Интраоперационное мониторирование мозгового кровотока и состояние вещества головного мозга при открытых и эндоваскулярных вмешательствах в каротидной системе. Ангиология и сосудистая хирургия. 2011; 17 (3): 43–48.
  18. Попова Т.А. Супратенториальные инфаркты: клиниконейровизуализационная оценка восстановления двигательных функций. Автореф. дисс. канд. мед. наук. М., 2012.
  19. Пронин И.Н., Фадеева Л.М., Захарова Н.Е. и др. Диффузионная тензорная магнитно-резонансная томография и трактография. Анн. клинич. и эксперим. неврол. 2008; 2 (1): 32–40.
  20. Селиверстов Ю.А., Селиверстова Е.В., Коновалов Р.Н., Иллариошкин С.Н. Первый опыт применения функциональной МРТ покоя в России. В сб.: Невский радиологический форум 2013: СПб,2013: 217.
  21. Селиверстова Е.В., Селиверстов Ю.А., Коновалов Р.Н., Иллариошкин С.Н. Функциональная магнитно-резонансная томография покоя: возможности метода и первый опыт применения в России.Анн. клинич. и эксперим. неврол. 2013; 7 (4): 39–44.
  22. Селиверстова Е.В., Селиверстов Ю.А., Коновалов Р.Н. и др. Реорганизация сети пассивного режима работы головного мозга у пациентов с болезнью Паркинсона. Анализ индивидуальных компонент. 2015; 2: 4–9.
  23. Суслин А.С. Диффузионно-взвешенная и перфузионная МРТ в остром периоде ишемического инсульта (клинико-нейровизуализационное сопоставление). Автореф. дисс.канд. мед. наук. М., 2008.
  24. Танашян М.М., Бархатов Д.Ю., Глотова Н.А. и др. Эффективность нейропротекции у больных с хроническими цереброваскулярными заболеваниями. Вестн. Росс. военно-мед. акад. 2011; 3: 181–187.
  25. Юдина Е.Н., Коновалов Р.Н., Абрамычева Н.Ю. и др. Опыт при-менения МРТ-морфометрии при болезни Гентингтона. Анн. клинич. и эксперим. неврол. 2013; 7 (4): 16–19.
  26. Belforte G., Eula G., Quaglia G., Appendino S. et al. MR compatible device for active and passive foot movements. Int. Journal of mechanics and control. 2010; 11 (1): 29–38.
  27. Buckner R.L., Vincent J.L. Unrest at rest: default activity and spontaneous network correlations. Neuroimage. 2007; 37 (4): 1091–1096.
  28. Coenen V.A., Schlaepfer Th.E., Allert N., Mädler B. Diffusion Tensor Imaging and Neuromodulation: DTI as Key Technology for Deep Brain Stimulation. International Review of Neurobiology, 2012, Volume 107 Elsevier: 207–234.
  29. Descoteaux M., Poupon C. “Diffusion-Weighted MRI”. In Comprehensive Biomedical Physics, edited by D. Belvic and K. Belvic, Elsevier,2012.
  30. Hori M., Fukunaga I., Masutani Y. et al. Visualizing Non-Gaussian dišusion: Clinical Application of q-Space Imaging and dišusional Kurtosis Imaging of the Brain and Spine Magn Reson Med Sci. 2012; 11 (4): 221–233.
  31. Jahn K., Deutschlander A., Stephan T. et al. Imaging human supraspinal locomotor centers in brainstem and cerebellum. NeuroImage. 2008; 39: 786–792.
  32. Krotenkova I., Bryukhov V., Peresedova A., Morozova S. Brain atrophy and neurological deficit in relapsing remitting multiple sclerosis: a 1-year follow-up study. European Congress of Radiology. EPOS. 2015; 1983.
  33. La Fougere C., Zwergal A., Rominger A. et al. Real versus imagined locomotion: A [18F]-FDG PET-fMRI comparison. NeuroImage. 2010;50: 1589–1598.
  34. Mechelli А., Price С.J., Friston K.J., Ashburner J. Voxel-Based Morphometry of the Human Brain: Methods and Applications. Current Medical Imaging Reviews, 2005, 1.
  35. Mehta J.P., Verber M.D., Wieser J.A. et al. A novel technique for examining human brain activity associated with pedaling using fMRI. J. of Neuroscience Methods. 2009; 179: 230–239.
  36. Nir Y., Mukamel R., Dinstein I. et al. Interhemispheric correlations of slow spontaneous neuronal fluctuations revealed in human sensory cortex. Nat. Neurosci. 2008; 11 (9): 8.
  37. Pasley B.N., Freeman R.D. Neurovascular coupling. Scholarpedia, 2008; 3 (3): 5340.
  38. Szaflarski J.P., Eaton K., Ball A.L. et al. Poststroke aphasia recovery with functional magnetic resonance imaging and a picture identification task. J. Stroke Cerebrovasc. Dis. 2010.

Statistics

Views

Abstract: 973

PDF (Russian): 689

Article Metrics

Metrics Loading ...

Dimensions

PlumX


Copyright (c) 2015 Piradov M.A., Tanashyan M.M., Krotenkova M.V., Bryukhov V.V., Kremneva E.I., Konovalov R.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies