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黄仲奎
广西医科大学第一附属医院放射科（530027）
fMRI的历史背景及草本原理
MR进行脑功能活动的研究主要有两种方法：一种是注药对比法。Belliveau等[1]利用这种方法开创了MR研究脑功能的先河。他们对7名正常人在黑暗与光线两种刺激状态下注射二乙烯五胺乙酸钆（Gd－DTPA）后测量局部脑血容积（rCBV），结果发现在光刺激条件下距状裂两侧视觉皮质中枢rCBV有明显增加，与暗状态下相比差异有显著性，从而预言MR可作为脑功能研究新的重要方法。MR进行脑功能活动研究的另一种方法是BOLD，也是当今最常用的方法。BOLD对比机制由美国学者Ogawa于1990年首先提出。由于神经生理活动与血流动力学及能量代谢有密切关系，当给予外在刺激后可激活相应脑功能皮层区，局部脑血流
量和氧交换量增加，但由于局部脑组织氧耗量与氧供量不成比例，氧供量大于氧耗量其结果导致脑功能活动区皮层静脉血管内的氧合血红蛋白（HbO2）量增加，脱氧血红蛋白（dHb）量相对减少。HbO2与dHb有完全相反的磁特性，前者为反磁性，后者为顺磁性。dHb中的铁离子有4个不成对电子，磁距较大，有明显的T2*：缩短效应，导致T2WI或T2*WI上信号减低。由于dHb相对减少，其磁化率诱导的象素内失相位作用减低，从而导致T2：和T2*：驰豫时问延长，信号相应升高。故在fMRI时，功能活动区的皮层表现为高信号。fMRI就是利用这种高信号来定位相应的功能活动皮层区。
fMRI的基本过程和技术条件
进行fMRI研究之前首先要确定实验计划，制定最优化的刺激方案。目前刺激方案主要有阻滞法（block）和关联法（event－related）两种，前者主要用于视觉、听觉、运动、感觉等，后者主要用于认知活动的刺激。BOLD加权成像扫描之前，首光要获取4～6幅高分辨率T1WI解剖定位图，然后在刺激和静止两种状态下分别得到大量不同状态下的原始图像。然后在离线（offline）工作站上对原始图像进行降噪、匹配相减、统计学处理及叠加得到功能活动图，再与T1WI解剖定位图叠加，得到可视化功能解剖定位图
fMRl对硬件的要求很高，由于组织的T2及T2*具很强的场强依赖性，故一般中低场强MR系统很难行fMRl。目前fMRl研究大部分在1.5～3.0 Tesla单位场强的MR系统上进行。使用的扫描序列主要是梯度回波（GRE）序列和回波平面成像（EPI）序列，最常用的是后者，其有很多优点，如有非常高的时问信噪比，可使整个脑的一次成像成为可能。但EPI对磁场不均匀性非常敏感，而目需强大的梯度系统支持。Tomczak等[2]研究运动和语言采用EPI的参数为：重复时间（TR）0.96ms，回波时间（TE）66 ms，翻转角（FA）90o，矩阵128×128，视野（FOV）230 mm，16层，5 mm层厚，由于机型不同，扫描参数也有一定差异。
fMRI的应用
1.正常神经生理活动的研究
fMR1首先是从研究正常神经生理活动开始的。最初主要用于视觉和运动等功能皮层的研究，现已发展到各种脑功能活动的研究，包括听觉、躯体感觉、嗅觉、味觉、语言及情感等各个方面。 | 
