磁共振功能成像（functional magnetic resonance imaging， fMRI檢測病人/被試接受刺激（視覺、聽覺、觸覺等）后的腦部皮層信號變化，用于皮層中樞功能區(qū)的定位及其他腦功能的深入研究。下面和家庭醫(yī)生在線小編一起來了解一下具體的情況吧。

磁共振腦功能成像（fMRI）是通過刺激特定感官，引起大腦皮層相應(yīng)部位的神經(jīng)活動（功能區(qū)激活），并通過磁共振圖像來顯示的一種研究方法。

流程

它不但包含解剖學(xué)信息，而且具有神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)機(jī)制，作為一種無創(chuàng)、活體的研究方法，對進(jìn)一步了解人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用機(jī)制，以及臨床研究提供了一個重要的途徑。

基本原理

fMRI 最初是采用靜脈注射增強(qiáng)劑等方法等來實(shí)現(xiàn)的。

1990 年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室學(xué)者Ogawa 等首次報告了血氧的T2*效應(yīng)。在給定的任務(wù)刺激后，血流量增加，即氧合血紅蛋白增加，而腦的局部耗氧量增加不明顯，即脫氧血紅蛋白含量相對降低。脫氧血紅蛋白具有比氧合血紅蛋白T2*短的特性，另一方面，脫氧血紅蛋白較強(qiáng)的順磁性破壞了局部主磁場的均勻性，使得局部腦組織的T2*縮短，這兩種效應(yīng)的共同的結(jié)果就是，降低局部磁共振信號強(qiáng)度。由于激活區(qū)脫氧血紅蛋白相對含量的降低，作用份額減小，使得腦局部的信號強(qiáng)度增加，即獲得激活區(qū)的功能圖像。由于這種成像方法取決于局部血氧含量，故稱為血氧水平依賴功能成像。

歷史

血氧濃度相依對比（Blood oxygen-level dependent， BOLD）首先由貝爾實(shí)驗(yàn)室小川誠二等人于1990年所提出，小川博士與其同事很早就了解BOLD對于應(yīng)用MRI于腦部功能性造影的重要性，但是第一個成功的fMRI研究則是由John W。 Belliveau與其同事于1991年透過靜脈內(nèi)造影劑（Gadolinium，Gd，釓）所提出。接著由鄺健民等人于1992年發(fā)表在人身上的應(yīng)用。同年，小川博士于4月底提出了他的結(jié)果且于7月發(fā)表于PNAS。在接下來的幾年，小川博士發(fā)表了BOLD的生物物理學(xué)模型于生物物理學(xué)期刊。Bandettini博士也于1993年發(fā)表論文示范功能性活化地圖的量化測量。

應(yīng)用

包括正常腦功能的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用的研究，目前涉及的主要方面包括：神經(jīng)生理學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)。

fMRI 最早應(yīng)用于神經(jīng)生理活動的研究，主要是視覺和功能皮層的研究。后來隨著刺激方案的精確、實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，fMRI 的研究逐漸擴(kuò)展于聽覺、語言、認(rèn)知與情緒等功能皮層及記憶等心理活動的研究。

對于腦神經(jīng)病變的fMRI 研究，已有大量的論文報道，涉及到癲癇、帕金森綜合癥、阿爾茨海默?。ˋD）、多發(fā)性腦硬化（MS）及腦梗死等方面。由于其時間、空間的分辨高，所以對疾病的早期診斷、鑒別、治療和愈后的跟蹤具有重要的意義。在精神疾病方面，對精神分裂癥患者、抑郁癥患者也有相應(yīng)的研究。

fMRI 對于神經(jīng)疾病的研究、診斷、進(jìn)展估計及實(shí)驗(yàn)性干預(yù)治療效果的評價，能提供敏感、客觀精確的信息評價。對腫瘤病變的手術(shù)及放療計劃的制定、預(yù)后估計、減少手術(shù)損傷和并發(fā)癥，提高術(shù)后生活質(zhì)量具有重要意義。

fMRI 的實(shí)驗(yàn)設(shè)計主要采用“基線-任務(wù)刺激的OFF-ON 減法模式”來實(shí)現(xiàn)。

通過外在有規(guī)律的、任務(wù)與靜止?fàn)顟B(tài)的交互刺激，得到激活條件與控制條件下同一區(qū)域的信號，經(jīng)過傅立葉轉(zhuǎn)換后獲得一系列隨時間推移的動態(tài)原始圖像。圖像后處理時，通過設(shè)定閾值使兩種狀態(tài)下的原始圖像進(jìn)行匹配減影，減影圖像經(jīng)過像素平均化處理后，使用統(tǒng)計方法重建可信的功能激發(fā)圖像。目前常用的統(tǒng)計方法主要是相關(guān)分析、t 檢驗(yàn)。通過這些后處理我們不但可以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度，并可有效地消除部分圖像偽影。

技術(shù)方面，對于小血管BOLD 效應(yīng)與場強(qiáng)的平方成正比，所以fMRI 的研究較適合于在高場強(qiáng)的系統(tǒng)上進(jìn)行。研究表明，場強(qiáng)在1.5T 以下的系統(tǒng)不適于進(jìn)行腦功能研究。對成像序列的要求，一般使用T2*效應(yīng)敏感的快速成像序列，如GRE、GRE-EPI、SE-EPI 等。

目前大多數(shù)fMRI成像需要1.5-2.0T以上高場強(qiáng)的MR設(shè)備，一般使用對T2效應(yīng)敏感的GRE序列和快速成像EPI序列。單純GRE序列成像的缺點(diǎn)是圖像采集時間較長，成像層面數(shù)量有限，圖像容易受運(yùn)動影響而產(chǎn)生偽影。EPI是由MansField在1997年首次闡述的[5]，該技術(shù)把經(jīng)典成像中的多次掃描簡化為一次掃描，使成像速度得到巨大提高，目前大多數(shù)高場強(qiáng)MR機(jī)都采用GRE與EPI相結(jié)合的序列EPI。梯度場切換速度快，單次或少于一次激發(fā)便可完成整個K空間的數(shù)據(jù)采集，成像時間可縮短至30-100ms，這樣大大降低了運(yùn)動偽影。

MRI功能成像（functional MRI，fMRI）可反映人體功能方面信息以及病變導(dǎo)致的功能變化，亦屬M(fèi)RI成像特點(diǎn)之一。fMRI包括擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）、灌注加權(quán)成像（perfusion weighted imaging，PWl）和腦功能定位成像。其中，DWI可以顯示組織中水分子的擴(kuò)散運(yùn)動，PWI能夠通過計算灌注參數(shù)反映組織血流灌注功能，而腦功能定位成像則是利用腦激活區(qū)局部血流中氧合與去氧血紅蛋白的比例改變所引起的T2值變化，指明腦組織的激活區(qū)部位和激活強(qiáng)度。此外，在DWI基礎(chǔ)上，還可進(jìn)行擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI），并由此可行腦白質(zhì)神經(jīng)纖維束成像。