磁共振功能成像是一種新的研究人腦功能的方法，具有無創(chuàng)！時(shí)間和空間分辨率高的特點(diǎn)，漸應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域"在闡明高級(jí)神經(jīng)生理和神經(jīng)心理活動(dòng)方式和皮層間的功能聯(lián)系！術(shù)中導(dǎo)航以最大限度切除功能皮層病變并減少手術(shù)并發(fā)癥！了解腦腫瘤的分化程度和預(yù)后判斷！揭示神經(jīng)和精神疾病皮層功能異常的病理生理改變等方面，均顯示了較高的應(yīng)用價(jià)值。下面和家庭醫(yī)生在線小編一起來了解一下鬧功能磁共振成像的具體情況吧。

腦功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）是近幾年來MRI硬件和軟件技術(shù)都有迅速發(fā)展后出現(xiàn)的一項(xiàng)新的檢查技術(shù)。腦功能磁共振成像技術(shù)，顧名思義，它不再是單純的形態(tài)學(xué)檢查方法，而是能反映腦功能狀態(tài)的MRI技術(shù)。fMRI所指的MRI技術(shù)各家的說法不一，有包括彌散加權(quán)成像（DWI）、灌注成像（PWI）、血液氧飽和水平檢測(cè)（BOLD）和磁共振波譜分析（MRS），也有僅指BOLD的。

功能性核磁共振成像（fMRI）技術(shù)可以顯示大腦各個(gè)區(qū)域內(nèi)靜脈毛細(xì)血管中血液氧合狀態(tài)所起的磁共振信號(hào)的微小變化.fMRI作為無損和動(dòng)態(tài)的探測(cè)技術(shù)，已日益成為觀察大腦活動(dòng)，進(jìn)而揭示腦和思維關(guān)系的一種重要方法。

FMRI的基本原理：FMRI的方法很多，主要包括注射照影劑、灌注加權(quán)、彌散加權(quán)及血氧水平依賴（blood oxygenation lev-el dependent，BOLD）法，目前應(yīng)用最廣泛的方法為BOLD法：血紅蛋白包括含氧血紅蛋白和去氧血紅蛋白[1]，兩種血紅蛋白對(duì)磁場(chǎng)有完全不同的影響，氧合血紅蛋白是抗磁性物質(zhì)，對(duì)質(zhì)子弛豫沒有影響，去氧血紅蛋白是順磁性物質(zhì)，其鐵離子有4個(gè)不成對(duì)電子，可產(chǎn)生橫向磁化磁豫縮短效應(yīng)（preferential T2 pro-ton relaxation effect，PT2PRE）。因此，當(dāng)去氧血紅蛋白含量增加時(shí)，T2加權(quán)像信號(hào)減低。當(dāng)神經(jīng)元活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，腦功能區(qū)皮質(zhì)的血流顯著增加，去氧血紅蛋白的含量降低，削弱了PT2PRE，導(dǎo)致T2加權(quán)像信號(hào)增強(qiáng)，即T2加權(quán)像信號(hào)能反映局部神經(jīng)元活動(dòng)，這就是所謂血氧水平依賴BOLD效應(yīng)，它是FMRI基礎(chǔ)。

歷史

血氧濃度相依對(duì)比（Blood oxygen-level dependent， BOLD）首先由貝爾實(shí)驗(yàn)室小川誠(chéng)二等人于1990年所提出，小川博士與其同事很早就了解BOLD對(duì)于應(yīng)用MRI于腦部功能性造影的重要性，但是第一個(gè)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(cè)量。

生理學(xué)

由于神經(jīng)元本身并沒有儲(chǔ)存所需的葡萄糖與氧氣，神經(jīng)活化所消耗的能量必須快速地補(bǔ)充。經(jīng)由血液動(dòng)力反應(yīng)的過程，血液釋出葡萄糖與氧氣的比率相較于未活化神經(jīng)元區(qū)域大幅提升。這導(dǎo)致了過多的帶氧血紅素充滿于活化神經(jīng)元處，而明顯的帶氧/缺氧血紅素比例變化使得BOLD可作為MRI的測(cè)量指標(biāo)之一。

血紅素氧化狀態(tài)（帶氧血紅素）的時(shí)候?yàn)榭勾判缘?，相?duì)于缺氧血紅素為順磁性的。根據(jù)血液中血紅素的氧化比率可輕易的分辨出不同的磁共振訊號(hào)。血液中帶氧血紅素的濃度上升，相對(duì)的BOLD信號(hào)也會(huì)隨之加強(qiáng)。借由MRI搜集這些血氧濃度相依比訊號(hào)可以得知腦部中的血流與氧氣消耗量值。雖然這些訊號(hào)是極小量的，但仍可以表現(xiàn)出腦部中腦區(qū)的活化程度。當(dāng)腦部正思考或做動(dòng)作或是接受一種經(jīng)驗(yàn)過程，可以利用一系列嚴(yán)密的測(cè)量來確定哪些腦區(qū)是負(fù)責(zé)思考、運(yùn)動(dòng)、經(jīng)歷經(jīng)驗(yàn)。

幾乎大部分的功能性磁共振成像都是用BOLD的方法來偵測(cè)腦中的反應(yīng)區(qū)域，但因?yàn)檫@個(gè)方法得到的信號(hào)是相對(duì)且非定量的，使得人們質(zhì)疑它的可靠性。因此，還有其他能更直接偵測(cè)神經(jīng)活化的方法（像是氧抽取率（Oxygen Extraction Fraction， OEF）這種估算多少帶氧血紅素被轉(zhuǎn)變成去氧血紅素的方法；或偵測(cè)神經(jīng)訊號(hào)造成的電磁場(chǎng)變化）被提出來，但由于神經(jīng)活化所造成的電磁場(chǎng)變化非常微弱，過低的信雜比使得至今仍無法可靠地統(tǒng)計(jì)定量。

BOLD與神經(jīng)活動(dòng)的關(guān)系

神經(jīng)信號(hào)與血氧濃度比之間的關(guān)系目前正在研究中。一般來說，血氧濃度比跟血流量有一定程度的關(guān)聯(lián)，近幾十年來有許許多多的研究指出血流量與代謝率之間的關(guān)系，也就是說，為了提供養(yǎng)分給神經(jīng)的代謝所需，血流供應(yīng)的地點(diǎn)跟時(shí)間被嚴(yán)密的控制。

技術(shù)

正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（Positron emission tomography），或稱之為PET掃描技術(shù)的研究，給被試服用不同種放射活性物質(zhì)（但是很安全），這些物質(zhì)在腦內(nèi)被活動(dòng)的腦細(xì)胞吸收。磁共振成像（magnetic resonance imaging， MRI）利用磁場(chǎng)和射頻波腦內(nèi)產(chǎn)生脈沖能量，因?yàn)槊}沖可調(diào)諧到不同頻段，使一些原子與磁場(chǎng)偶聯(lián)。當(dāng)磁脈沖被關(guān)掉的瞬間，這些原子振動(dòng)（共振）并返回到自己的初始態(tài)，特殊的射頻接收器檢測(cè)這些共振及其對(duì)于計(jì)算機(jī)的通道信息，據(jù)此而產(chǎn)生不同原子在腦區(qū)中的定位圖像。

功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）的新技術(shù)，將上述兩項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，通過檢驗(yàn)血流進(jìn)入腦細(xì)胞的磁場(chǎng)變化而實(shí)現(xiàn)腦功能成像，它給出更精確的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。