Ultra-fast cerebral blood flow imaging for quantifying brain dynamics
用于量化大脑动态的超快速脑血流成像
基本信息
- 批准号:10481324
- 负责人:
- 金额:$ 62.33万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-08-08 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AgingBloodBrainBrain regionCerebrovascular CirculationCerebrumComplexCoupledDetectionDevelopmentDiseaseFunctional Magnetic Resonance ImagingGoalsHealthHumanImageImaging DeviceIndividualLabelLongitudinal StudiesMagnetic Resonance ImagingMeasurementMeasuresMetabolismMethodsModelingNeurosciencesNeurosciences ResearchNoiseOxygenPatternPerformancePhysiologic pulsePhysiologicalRelaxationRestSignal TransductionSiteTimeUnited States National Institutes of HealthWorkarterial spin labelingbaseblood flow measurementblood oxygen level dependentbrain parenchymabrain tissuecerebral blood volumeconnectomedesignhemodynamicsimaging modalityimprovedmetabolic ratenovelquantitative imagingrelating to nervous systemresponsetemporal measurement
项目摘要
Abstract/Project Summary
Blood oxygenation level dependent (BOLD) fMRI is widely used in neuroscience studies. Technical
advancement in the recently years has enabled BOLD signals to be acquired at sub-second temporal
resolution, opening a new window for examining functional dynamics of the human brain, e.g. resting-
state fMRI. The BOLD signal originates from the mismatch between cerebral blood flow (CBF) and
metabolism changes, and is complex; it serves as an indirect measure of neural activities. A direct
observation of CBF changes can provide information that is more closely coupled to neural activities.
Arterial spin labeling (ASL) fMRI measures CBF changes noninvasively and quantitatively, therefore
may provide valuable dynamic information that is not readily measured with BOLD alone. Currently
the existing ASL fMRI methods are limited by low temporal resolution and signal-to-noise ratio (SNR),
mainly due to acquisition delays required for the labeled blood to reach the brain tissue. Velocity-
selective (VS) ASL shows promises in reducing the delays, but the existing labeling strategies are not
optimal for imaging CBF at high temporal resolution, such as below 2 s, or do not have sufficient
coverage of the brain. In this proof-of-concept development project, we propose a completely new VS
labeling strategy to overcome the problems of existing labeling methods, aiming for functional CBF
measurements with substantially increased temporal resolution (~ 1.5 s), SNR efficiency and a good
coverage. The ultra-fast and quantitative CBF imaging method developed in this project should help
advance our understanding of brain dynamics under healthy and diseased conditions, and may be an
imaging tool of choice for individual comparison and/or longitudinal studies.
摘要/项目摘要
血液氧合水平依赖性(BOLD)fMRI广泛用于神经科学研究。技术的
最近几年的进步使大胆的信号能够在Sub-Second Perimal中获取
解决方案,打开一个新窗口,以检查人脑的功能动力学,例如休息 -
状态fMRI。粗体信号源于脑血流(CBF)和
代谢变化,很复杂;它是对神经活动的间接度量。直接
观察CBF变化可以提供与神经活动更紧密耦合的信息。
动脉自旋标记(ASL)fMRI测量CBF无创和定量变化,因此
可以提供宝贵的动态信息,而这些信息不容易用粗体来衡量。现在
现有的ASL fMRI方法受到低时间分辨率和信噪比(SNR)的限制,
主要是由于被标记的血液到达脑组织所需的收购延迟。速度-
选择性(VS)ASL显示了减少延迟的承诺,但现有的标签策略不是
最适合在高时间分辨率下(例如2 s)成像CBF的最佳成像CBF或没有足够的
大脑的覆盖范围。在这个概念验证的开发项目中,我们提出了一个全新的
标记策略以克服现有标签方法的问题,旨在实现功能CBF
时间分辨率大大增加(〜1.5 s),SNR效率和良好的测量值
覆盖范围。该项目中开发的超快速和定量的CBF成像方法应有助于
在健康和患病的状况下,我们对大脑动力学的理解提高了,可能是
选择的成像工具,用于个人比较和/或纵向研究。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Robust dual-module velocity-selective arterial spin labeling (dm-VSASL) with velocity-selective saturation and inversion.
- DOI:10.1002/mrm.29513
- 发表时间:2023-03
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:Guo, Jia
- 通讯作者:Guo, Jia
Recent Technical Developments in ASL: A Review of the State of the Art.
- DOI:10.1002/mrm.29381
- 发表时间:2022-11
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- 影响因子:3.3
- 作者:Hernandez-Garcia, Luis;Aramendia-Vidaurreta, Veronica;Bolar, Divya S.;Dai, Weiying;Fernandez-Seara, Maria A.;Guo, Jia;Madhuranthakam, Ananth J.;Mutsaerts, Henk;Petr, Jan;Qin, Qin;Schollenberger, Jonas;Suzuki, Yuriko;Taso, Manuel;Thomas, David L.;van Osch, Matthias J. P.;Woods, Joseph;Yan, Lirong;Wang, Ze;Zhao, Li;Zhao, Moss Y.;Okell, Thomas W.
- 通讯作者:Okell, Thomas W.
Optimizing background suppression for dual-module velocity-selective arterial spin labeling: Without using additional background-suppression pulses.
优化双模块速度选择性动脉自旋标记的背景抑制:不使用额外的背景抑制脉冲。
- DOI:10.1002/mrm.29995
- 发表时间:2024
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:Guo,Jia
- 通讯作者:Guo,Jia
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