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的定位及其他腦功能的深入研究。下面和家庭醫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，引起大腦皮層相應部位的神經活動（功能區激活），并通過磁共振圖像來顯示的一種研究方法。

流程

它不但包含解剖學信息，而且具有神經系統的反應機制，作為一種無創、活體的研究方法，對進一步了解人類中樞神經系統的作用機制，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劑等方法等來實現的。

1990 年美國貝爾實驗室學者Ogawa 等首次報告了血氧的T2*效應。在給定的任務刺激后，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，這兩種效應的共同的結果就是，降低局部磁共振信號強度。由于激活區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度增加，即獲得激活區的功能圖像。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）首先由貝爾實驗室小川誠二等人于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年透過靜脈內造影劑（Gadolinium，Gd，釓）所提出。接著由鄺健民等人于1992年發表在人身上的應用。同年，小川博士于4月底提出了他的結果且于7月發表于PNAS。在接下來的幾年，小川博士發表了BOLD的生物物理學模型于生物物理學期刊。Bandettini博士也于1993年發表論文示范功能性活化地圖的量化測量。

應用

包括正常腦功能的基礎研究與臨床應用的研究，目前涉及的主要方面包括：神經生理學和神經心理學。

fMRI 最早應用于神經生理活動的研究，主要是視覺和功能皮層的研究。后來隨著刺激方案的精確、實驗技術的進步，fMRI 的研究逐漸擴展于聽覺、語言、認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、阿爾茨海默病（AD）、多發性腦硬化（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的研究。

fMRI 對于神經疾病的研究、診斷、進展估計及實驗性干預治療效果的評價，能提供敏感、客觀精確的信息評價。對腫瘤病變的手術及放療計劃的制定、預后估計、減少手術損傷和并發癥，提高術后生活質量具有重要意義。

fMRI 的實驗設計主要采用“基線-任務刺激的OFF-ON 減法模式”來實現。

通過外在有規律的、任務與靜止狀態的交互刺激，得到激活條件與控制條件下同一區域的信號，經過傅立葉轉換后獲得一系列隨時間推移的動態原始圖像。圖像后處理時，通過設定閾值使兩種狀態下的原始圖像進行匹配減影，減影圖像經過像素平均化處理后，使用統計方法重建可信的功能激發圖像。目前常用的統計方法主要是相關分析、t 檢驗。通過這些后處理我們不但可以提高實驗結果的可信度，并可有效地消除部分圖像偽影。

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

目前大多數fMRI成像需要1.5-2.0T以上高場強的MR設備，一般使用對T2效應敏感的GRE序列和快速成像EPI序列。單純GRE序列成像的缺點是圖像采集時間較長，成像層面數量有限，圖像容易受運動影響而產生偽影。EPI是由MansField在1997年首次闡述的[5]，該技術把經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，目前大多數高場強MR機都采用GRE與EPI相結合的序列EPI。梯度場切換速度快，單次或少于一次激發便可完成整個K空間的數據采集，成像時間可縮短至30-100ms，這樣大大降低了運動偽影。

MRI功能成像（functional MRI，fMRI）可反映人體功能方面信息以及病變導致的功能變化，亦屬MRI成像特點之一。fMRI包括擴散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）、灌注加權成像（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散運動，PWI能夠通過計算灌注參數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部位和激活強度。此外，在DWI基礎上，還可進行擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI），并由此可行腦白質神經纖維束成像。