磁共振功能成像是什么？有什么要注意

磁共振功能成像（functional magnetic resonance imaging， fMRI检测病人/被试接受刺激（视觉、听觉、触觉等）后的脑部皮层信号变化，用于皮层中枢功能区的定位及其他脑功能的深入研究。下面和小编一起来了解一下具体的情况吧。

磁共振脑功能成像（fMRI）是通过刺激特定感官，引起大脑皮层相应部位的神经活动（功能区激活），并通过磁共振图像来显示的一种研究方法。

流程

它不但包含解剖学信息，而且具有神经系统的反应机制，作为一种无创、活体的研究方法，对进一步了解人类中枢神经系统的作用机制，以及临床研究提供了一个重要的途径。

基本原理

fMRI 最初是采用静脉注射增强剂等方法等来实现的。

1990 年美国贝尔实验室学者Ogawa 等首次报告了血氧的T2*效应。在给定的任务刺激后，血流量增加，即氧合血红蛋白增加，而脑的局部耗氧量增加不明显，即脱氧血红蛋白含量相对降低。脱氧血红蛋白具有比氧合血红蛋白T2*短的特性，另一方面，脱氧血红蛋白较强的顺磁性破坏了局部主磁场的均匀性，使得局部脑组织的T2*缩短，这两种效应的共同的结果就是，降低局部磁共振信号强度。由于激活区脱氧血红蛋白相对含量的降低，作用份额减小，使得脑局部的信号强度增加，即获得激活区的功能图像。由于这种成像方法取决于局部血氧含量，故称为血氧水平依赖功能成像。

历史

血氧浓度相依对比（Blood oxygen-level dependent， BOLD）首先由贝尔实验室小川诚二等人于1990年所提出，小川博士与其同事很早就了解BOLD对于应用MRI于脑部功能性造影的重要性，但是第一个成功的fMRI研究则是由John W。 Belliveau与其同事于1991年透过静脉内造影剂（Gadolinium，Gd，钆）所提出。接着由邝健民等人于1992年发表在人身上的应用。同年，小川博士于4月底提出了他的结果且于7月发表于PNAS。在接下来的几年，小川博士发表了BOLD的生物物理学模型于生物物理学期刊。Bandettini博士也于1993年发表论文示范功能性活化地图的量化测量。

应用

包括正常脑功能的基础研究与临床应用的研究，目前涉及的主要方面包括：神经生理学和神经心理学。

fMRI 最早应用于神经生理活动的研究，主要是视觉和功能皮层的研究。后来随着刺激方案的精确、实验技术的进步，fMRI 的研究逐渐扩展于听觉、语言、认知与情绪等功能皮层及记忆等心理活动的研究。

对于脑神经病变的fMRI 研究，已有大量的论文报道，涉及到癫痫、帕金森综合症、阿尔茨海默病（AD）、多发性脑硬化（MS）及脑梗死等方面。由于其时间、空间的分辨高，所以对疾病的早期诊断、鉴别、治疗和愈后的跟踪具有重要的意义。在精神疾病方面，对精神分裂症患者、抑郁症患者也有相应的研究。

fMRI 对于神经疾病的研究、诊断、进展估计及实验性干预治疗效果的评价，能提供敏感、客观精确的信息评价。对肿瘤病变的手术及放疗计划的制定、预后估计、减少手术损伤和并发症，提高术后生活质量具有重要意义。

fMRI 的实验设计主要采用“基线-任务刺激的OFF-ON 减法模式”来实现。

通过外在有规律的、任务与静止状态的交互刺激，得到激活条件与控制条件下同一区域的信号，经过傅立叶转换后获得一系列随时间推移的动态原始图像。图像后处理时，通过设定阈值使两种状态下的原始图像进行匹配减影，减影图像经过像素平均化处理后，使用统计方法重建可信的功能激发图像。目前常用的统计方法主要是相关分析、t 检验。通过这些后处理我们不但可以提高实验结果的可信度，并可有效地消除部分图像伪影。

技术方面，对于小血管BOLD 效应与场强的平方成正比，所以fMRI 的研究较适合于在高场强的系统上进行。研究表明，场强在1.5T 以下的系统不适于进行脑功能研究。对成像序列的要求，一般使用T2*效应敏感的快速成像序列，如GRE、GRE-EPI、SE-EPI 等。

目前大多数fMRI成像需要1.5-2.0T以上高场强的MR设备，一般使用对T2效应敏感的GRE序列和快速成像EPI序列。单纯GRE序列成像的缺点是图像采集时间较长，成像层面数量有限，图像容易受运动影响而产生伪影。EPI是由MansField在1997年首次阐述的[5]，该技术把经典成像中的多次扫描简化为一次扫描，使成像速度得到巨大提高，目前大多数高场强MR机都采用GRE与EPI相结合的序列EPI。梯度场切换速度快，单次或少于一次激发便可完成整个K空间的数据采集，成像时间可缩短至30-100ms，这样大大降低了运动伪影。

MRI功能成像（functional MRI，fMRI）可反映人体功能方面信息以及病变导致的功能变化，亦属MRI成像特点之一。fMRI包括扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、灌注加权成像（perfusion weighted imaging，PWl）和脑功能定位成像。其中，DWI可以显示组织中水分子的扩散运动，PWI能够通过计算灌注参数反映组织血流灌注功能，而脑功能定位成像则是利用脑激活区局部血流中氧合与去氧血红蛋白的比例改变所引起的T2值变化，指明脑组织的激活区部位和激活强度。此外，在DWI基础上，还可进行扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI），并由此可行脑白质神经纤维束成像。