功能成像

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，對進一步瞭解人類中樞神經系統的作用機制，以及臨牀研究提供了一個重要的途徑。

功能成像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，即脱氧血紅蛋白含量相對降低。脱氧血紅蛋白具有比氧合血紅蛋白T2*短的特性，另一方面，脱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。由於激活區脱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。

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

功能成像最早應用於神經生理活動的研究，主要是視覺和功能皮層的研究。後來隨着刺激方案的精確、實驗技術的進步，功能成像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。

對於腦神經病變的功能成像研究，已有大量的論文報道，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。功能成像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劃的制定、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。

功能成像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，所以功能成像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。