功能磁共振成像
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丁香医生医学团队

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简介
适应证
禁忌证
风险和并发症
术前注意事项
术中注意事项
术后注意事项
更多信息
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简介

功能磁共振成像 fMRI 是什么?

fMRI 一般是指利用「血氧依赖水平(blood oxygen level dependent,BOLD)」检测大脑活动的一种非侵入式技术,生成的指标通常是大脑某个区域的神经活动强度。

可以用来检测疾病、外伤等因素造成的大脑功能上的损伤,也可以用来检测大脑不同区域对应的功能。

功能磁共振成像 fMRI 和磁共振成像 MRI 的关系是什么?

fMRI 是传统意义上的 MRI 的一个拓展。其工作原理是:在最早的 MRI 基础上,加入了血氧依赖水平对磁共振信号的影像,进而形成的一种新的技术。

fMRI 弥补了早期 MRI 无法检测脑区功能这一缺陷。

功能磁共振成像 fMRI 如何起作用?

fMRI 的工作原理是:在 MRI 的基础上引入血氧依赖水平,通过监测特定时间或特定刺激下,大脑不同区域血液中含氧量的变化,反映产生神经活动的脑区位置及神经活动强度。

动脉中的含氧血流经毛细血管后,会通过含氧血红蛋白输送一部分氧气,以满足正常的生理活动,而后氧气被消耗,输送到静脉血中的脱氧血红蛋白占比增加。

但在大脑中,神经活动所需的氧气含量远低于输送过来的氧气含量,导致毛细血管输出到静脉中的含氧血红蛋白占比增加。含氧血红蛋白会导致功能磁共振成像 fMRI 信号更强,因此 fMRI 的信号就可以间接地反应大脑神经活动的情况。

功能磁共振成像 fMRI 检查有什么感觉?

严格遵守 fMRI 安全规范的情况下,一般不会有任何异样的感觉。

需要注意的是:由于设备的限制,检查过程中会产生持续的噪音,需要佩戴耳塞(一般检查室会配备)。另外由于机器一般包含低温超导器件,所以检查室内温度会较低(一般 16-20 摄氏度)。

功能磁共振成像 fMRI 有什么缺点或局限?

  • 价格偏贵。fMRI 设备的购买与维护价格较高,且需要一个较为严格的运行环境,因此检查的价格偏贵。

  • 不适用于所有人群。目前认为 fMRI 没有什么危害,但是由于检查环境特殊,一些特殊人群不能进行磁共振的检查,例如:体内有金属支架的患者、幽闭恐惧症患者等。另外也不建议孕妇进行该项检查。

  • 图像质量依赖于患者在检查过程中的表现。无规律的呼吸、心跳、检查过程中患者头部的动作等都可能会影响影像质量,虽然图像采集完成之后会利用统计手段进行矫正,但无法完全消除这些干扰的影响。

  • 时间精度偏低。这一点主要是针对要求高时间精度的检查,fMRI 对大脑图像的采集通常以秒为单位,相较于脑电波等检查,时间精度偏低。

适应证

功能磁共振成像 fMRI 有治疗作用吗?

fMRI 并没有治疗作用,只是一种检查技术。

功能磁共振成像 fMRI 检查能否独自去做?

考虑到价格以及 fMRI 的要求,通常仅在医生建议以及有专人看护的情况下进行该项检查,不建议个人私自进行。

功能磁共振成像 fMRI 可以检查哪些疾病?

fMRI 通常用于检测其他技术无法检测出的大脑异常,可用于辅助诊断:阿兹海默症、精神分裂症、双相情感障碍、轻度创伤性脑损伤等多种导致大脑功能异常的生理或心理疾病,也可用于检测某特定疾病是否会影响大脑功能。

需要注意的是,fMRI 是一种辅助检查手段,疾病确诊需要医生综合诊断。

功能磁共振成像 fMRI 在医学领域外有什么应用?

医学领域之外 fMRI 主要用在神经科学的研究中。

较高的空间分辨率、非侵入式信号采集以及可以通过改变设置适应多种多样的情况使 fMRI 成为了神经科学研究的主要技术之一。且不仅仅是人,小鼠、狗等动物也可以进行 fMRI 的扫描以获取其大脑的活动规律。

禁忌证

哪些人不能做功能磁共振成像 fMRI ?

  1. 不能进行 fMRI 检查的人群包括:

    • 体内有弹片、心脏起搏器、手术器械等金属或电子植入物的人。因为 fMRI 扫描环境布有高强度磁场,金属物品带入其中会导致人员受伤和仪器损坏。

    注意:近年来部分新型材料出现,让体内有金属植入物的患者也可以进行 fMRI(包括心脏起搏器),具体情况,需提前询问医生。

  2. 不建议进行 fMRI 检查的人群包括:

    • 孕妇。

    • 有严重疾病或病情尚未稳定的人(例如幽闭恐惧症、心脏病等)。fMRI 扫描需要在狭窄空间持续一段时间,且伴随有噪音,可能会导致部分精神类或生理上的疾病发作。

    • 正在使用安眠药、止痛药(例如阿司匹林)或其他影响大脑功能药物的患者。这些药物的使用可能会导致扫描的结果与正常情况下不同。

    • 年龄过小的儿童。年龄过小的儿童难以在一段时间内保持静止且不睡着的状态,会导致扫描结果出现一定的偏差。

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风险和并发症

做完功能磁共振成像 fMRI 会有什么不良反应吗?

严格遵守 fMRI 安全规范的情况下,通常不会出现不良反应。

少数人可能会出现头晕恶心的症状,出现这些症状时应及时告知医护人员。还有一些情况下,患者会因为担心、紧张而出现身体不适,这通常为心理作用。因此在扫描前最好调整好心态,保持平静。

术前注意事项

功能磁共振成像 fMRI 安全吗?

在严格遵守 fMRI 检查安全规范的情况下是安全的。

fMRI 检查室也会配备专门的人员或设备,如果检查过程中出现胸闷、恶心等意外情况可以随时通过设备告知工作人员,因此不必过多担心。

做功能磁共振成像 fMRI 之前需要做什么准备工作?

  • 稳定心态。只要严格遵守安全规范,通常不会有危险,过度的紧张焦虑不利于正常的检查。

  • 认真填写安全筛查表并严格按照医护人员的指示操作。通常扫描前会有一张安全筛查表,进入扫描室之前需要严格按照上面的内容进行筛查,将各种金属制品(手表、钥匙、金属纽扣、手机等等)摘下,部分染发剂在强磁场中也会出现发热的情况。

  • 如以前动过手术、患有过重大疾病或者有家族重大疾病史,需告知医生,由医生决定能否进行检查。

  • 如果正在使用安眠药等影响大脑功能的药物,需告知医生,由医生决定是否需要停药数天再进行检查。

  • 与医护人员确定如果出现异常情况该怎么操作。少数人可能会在扫描过程中出现头痛恶心等异常现象,需要及时通知医护人员。部分 fMRI 室会配备一个橡皮球,患者感觉不适时按压橡皮球,检查室外就会出现报警声。

术中注意事项

磁共振检查的过程中要注意什么?

  • 保持静止,呼吸平稳;
  • 避免紧张焦虑;
  • 尽量避免思考某件特定的事,保持大脑放空的状态,但不能睡着(研究睡眠功能时除外);
  • 如果医生有安排扫描过程中的任务,则按照任务要求操作即可;
  • 如果有任何头痛、恶心等异常反应,及时通知医护人员。
术后注意事项

功能磁共振成像 fMRI 的检查结果是怎样的?

报告单通常是大脑存在功能缺陷的区域的切面图。

fMRI 的原始结果是以许多个 4D 图像的形式存在扫描仪器中的。每个图像包含一个时间点内大脑所有区域的激活情况,通常只需要关注特定的区域即可。有需要的情况下也可以查看大脑内任何一个位置、任何一个时间点的扫描结果。

什么样的功能磁共振成像结果是异常的?

通常结果上的异常在图像上并不明显,需要医生结合其他诊断结果进行综合判断。

如果是异常严重的脑损伤,例如某块区域的功能缺失,这块区域的图像会与周围图像存在明显不同,具体以图像呈现的方式为准,可能是模糊一片,也可能是没有色彩。

更多信息

功能磁共振成像 fMRI 结果异常怎么办?

建议按照医生推荐的方案进行治疗。

如果对该医生信任度不高或者病情罕见,可结合多名医生的综合建议进行治疗,但切忌自行放弃或调整治疗方案。

参考资料
监制:田达玮,曹梦琪
[1] 俎栋林等. (2014a). 核磁共振成像. 北京大学出版社.
[2] 俎栋林等. (2014b). 核磁共振成像-物理原理和方法. 北京大学出版社.
[3] Demirci, O. , Clark, V. P. , Magnotta, V. A. , Andreasen, N. C. , Lauriello, J. , & Kiehl, K. A. , et al. (2008). A review of challenges in the use of fmri for disease classification / characterization and a projection pursuit application from a multi-site fmri schizophrenia study. Brain Imaging & Behavior, 2(3), 147.
[4] Demirci, O. , & Calhoun, V. D. . (2009). Functional magnetic resonance imaging – implications for detection of schizophrenia. European Neurological Review, 4(2), 103.