医学功能成像技术 第二讲 功能性磁共振成像 吕维雪 本讲座撰写人吕维雪先生浙江大学教授 解剖结构的磁共振成像已经在临床和研究中被普遍接受了功能性磁共振成像做脑功能定位的出现更进一步扩大了磁共振成像技术在临床上的作用这一新技术可以通过检测神经活动对局域血流流量以及氧饱和的影响产生被激活脑区的图像它对于进一步理解脑的结构功能和病理学之间的关系有重要的作用而且该技术是无损的能很容易地和现有的临床实践集成所以受到了很大的重视 仅有结构成像技术是不能确定功能性的神经解剖学的已经证明即使在正常人中其脑的中央沟都有很大差异这种情况当存在脑肿瘤时变得更为严重这时会有质量效应和功能性的重新组织能做功能性定位的技术可以在畸变和脑解剖不确定的场合下提供有临床意义的信息 在对脑肿瘤做手术治疗时功能性成像也是很有价值的在很多场合中需要对主要的功能性皮层做精确的定位以便能最大程度地切除病态组织而使术后的神经性后遗症减到最少术前能确定主要的功能区对于评价手术是否可行和手术的方案都有重要意义 术前关键功能区的定位是功能性磁共振成像立即可以对临床有用的领域fMRI 可以在医院现有的MRI 扫描仪上做功能区定位的常规检查图像的采集和处理时间基本上和结构性MRI 检查类似除了这种应用以外fMRI 对许多心理学和认知异常方面的理解和治疗也有潜在的临床价值 一 功能性磁共振的原理 要了解功能性磁共振需要熟悉磁共振的物理原理它决定了信号的特性并由这些信号形成图像 1990 年 Seiji Ogawa 首先报道了在磁共振图像中发现了血液氧合对 T2*的影响他注意到当血液氧合降低时皮层血管变得更清楚了他知道这是由于去氧基血红素造成局域磁场不均匀的结果并把这一方法称为 BOLD(Blood Oxygenation Level Dependent)法 以后 Robert Turner 用快速平面回波成像观察到了动物在吸了缺氧的氮气后这种氧合变化的过程很快在人体上也观察到类似的变化 人脑中受激发区会有局域血流增加是由 PET 的功能性成像所证实了的 用造影剂的 MR 成像证实了由于感官的刺激血容量也会增加看来血流的增加量超过了组织对氧的需求量于是在静脉血液中的含氧量增加去氧基血红素降低(图1)由于去氧基血红素是顺磁的它改变了 T2*加权的磁共振图像信号这样去氧基血红素有时被看成是内生的反差增强剂(造影剂)并用作 fMRI 的信号源 采用适当的成像序列人脑的皮层功能可以在临床用的扫描仪上(场强 1.5T)不用外加的反...
