功能磁共振成像原理

功能磁共振成像原理

功能磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI）是一种用于研究大脑活动的非侵入性影像技术。其原理基于磁共振成像（MRI）技术，但通过测量脑血流动力学的变化来推断脑区的活动。

fMRI利用磁共振成像技术中的磁性共振现象，即通过使核磁共振态发生能级转移来获得图像。在fMRI中，一个人被置于磁共振扫描机中，机器会产生一个强磁场，使得人体中的氢原子核（其中包括大量的水分子）沿特定方向有序排列。然后，通过施加无线电波脉冲，使氢原子核进入激发态。当脉冲停止时，激发态核自发放出能量，产生信号。通过检测这些信号，可以重建出人体内的图像。

在fMRI中，为了评估脑活动，需要测量氧合血红蛋白（Hemoglobin，Hb）氧化态（oxy-Hb）和还原态（deo-Hb）之间的变化。当某个脑区活动时，该区域的血管供应会增加。由于氧合血红蛋白和还原血红蛋白的磁性不同，在磁共振扫描中，可以通过改变磁场的特点来检测到这些变化。

当脑区活动增加时，血流量和氧合血红蛋白增加，导致oxy-Hb信号增加，而deo-Hb信号减少。fMRI通过测量oxy-Hb和deo-Hb的变化来推断脑区的活动状态，从而揭示脑部特定区域在特定任务中的功能。

总结起来，功能磁共振成像通过利用氢核的磁共振现象和测量血液供应的变化，从而获得能够反映脑区活动的图像信息。这

项技术在研究脑功能、了解神经疾病和神经可塑性等方面有着广泛的应用。