基本介紹
- 中文名：磁共振功能成像
- 外文名：functional magnetic resonance imaging
- 用於：皮層中樞功能區的定位及其他腦功能的深入研究
- 簡稱：fMRI
- 1990：提出
簡述及概念,基本原理,套用,
簡述及概念
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），並通過磁共振圖像來顯示的一種研究方法。
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
流程
流程基本原理
fMRI 最初是採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。在給定的任務刺激後，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。由於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。由於這種成像方法取決於局部血氧含量，故稱為血氧水平依賴功能成像。
套用
fMRI 最早套用於神經生理活動的研究，主要是視覺和功能皮層的研究。後來隨著刺激方案的精確、實驗技術的進步，fMRI 的研究逐漸擴展於聽覺、語言、認知與情緒等功能皮層及記憶等心理活動的研究。
對於腦神經病變的fMRI 研究，已有大量的論文報導，涉及到癲癇、帕金森綜合症、阿爾茨海默病（AD）、多發性腦硬化（MS）及腦梗死等方面。由於其時間、空間的分辨高，所以對疾病的早期診斷、鑑別、治療和愈後的跟蹤具有重要的意義。在精神疾病方面，對精神分裂症患者、抑鬱症患者也有相應的研究。
fMRI 對於神經疾病的研究、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畫的制定、預後估計、減少手術損傷和併發症，提高術後生活質量具有重要意義。
fMRI 的實驗設計主要採用“基線-任務刺激的OFF-ON 減法模式”來實現。
通過外在有規律的、任務與靜止狀態的互動刺激，得到激活條件與控制條件下同一區域的信號，經過傅立葉轉換後獲得一系列隨時間推移的動態原始圖像。圖像後處理時，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後，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。通過這些後處理我們不但可以提高實驗結果的可信度，並可有效地消除部分圖像偽影。
技術方面，對於小血管BOLD 效應與場強的平方成正比，所以fMRI 的研究較適合於在高場強的系統上進行。研究表明，場強在1.5T 以下的系統不適於進行腦功能研究。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採集時間較長，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機都採用GRE與EPI相結合的序列EPI。梯度場切換速度快，單次或少於一次激發便可完成整個K空間的數據採集，成像時間可縮短至30-100ms，這樣大大降低了運動偽影。
