脑功能磁共振成像PPT课件
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磁共振成像基本知识PPT课件
波谱成像（Spectroscopic Imaging）：通过分析组 织中的化学成分来提供分子层面的信息，有助于肿瘤 和代谢性疾病的诊断。
靶向成像（Targeted Imaging）：通过使用特异性 标记的分子探针，对特定分子或细胞进行成像，为个 性化医疗和精准诊断提供了可能。
04 磁共振成像应用
医学诊断
成本与普及
磁共振成像设备成本较高，限制了其 在基层医疗机构的普及。未来需要降 低设备成本，提高可及性。
磁敏感加权成像（Susceptibility Weighted Imaging, SWI）：利用组织磁敏感性 的差异进行成像，能够显示脑部微出血、铁沉积等病理变化。
分子成像技术
化学交换饱和转移成像（Chemical Exchange Saturation Transfer, CEST）：利用特定频率的射频 脉冲来检测组织中特定化学物质的变化，对肿瘤和炎 症等疾病的诊断具有潜在价值。
。
快速扫描技术
研究更快的扫描序列和算法，缩短 成像时间，提高检查效率，减轻患 者长时间处于扫描腔内的压力。
多模态成像融合
结合磁共振成像与其他影像技术（ 如CT、PET等），实现多模态成像 融合，提供更全面的医学影像信息 。
新应用活动和功能连接，深入 了解神经系统和认知科学领域。
磁共振成像的优势与局限性
高软组织分辨率
MRI对软组织结构有高分辨率，能够清晰显示脑、关节、肌 肉等组织的细微结构。
无骨伪影干扰
MRI不受骨骼的影响，能够清晰显示周围软组织的结构。
磁共振成像的优势与局限性
01
02
03
检查时间长
由于MRI需要采集大量数 据，检查时间相对较长。
金属植入物限制
磁共振成像诊断 (MRI)脑部疾病PPT培训课件
为水信号，T2WI病灶周围出现低信号环。
34
中线移位
血肿破入蛛网膜下腔
外伤性
脑出血破入脑室（脑室铸型）
35
36
37
T2WI
T2WI
T1WI
脑出血 MRI
脑出血 CT
38
39
40
41
2例陈旧性血肿 （外囊区）
42
43
44
脑血肿的鉴别诊断
血肿急性期，由于血肿早期信号特点、 周围水肿及占位效应，需注意和肿瘤鉴别。
11
改变，急性出血灶CT较清楚，亚急性出血T1加权像高信号。
12
13
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15
16
17
18
19
小脑梗塞与脑池
20
脑底异常血管网症 （moya-moya病）
正常
21
脑梗塞伴出血
22
新鲜与陈旧脑梗塞 1 新鲜与陈旧脑梗塞 2
23
不同MRI扫描技术 显示脑梗塞
24
腔隙性脑梗死（lacunar infarct)
69
男77岁 眩晕
正常
70
71
72
男，17岁
73
思考题
1、新鲜与陈旧性脑梗塞（软化灶）MRI有何不同？ 2、脑血肿急性期、亚急性期MRI的T1WI上有何表
现？血肿的慢性期在T2WI上有何特点？
3、血管畸形（AV-M）MRI平扫检查作出诊断的依据？ 4、颅内动脉瘤（囊状）在MRI平扫及MRA上的常见表 现分别是什么？
系脑深部髓质小动脉闭塞所致，病灶一般为 10mm－15mm大小，好发于基底节、丘脑、小脑和脑 干。中老年人常见。 MR表现小点状长T1、长T2信号病灶，比CT敏感。
《脑部MRI》PPT课件
脑梗死MRI表现
影像科
超急性期（6h内）：细胞毒性水肿阶段， T1WI可见脑 回略肿胀，相应脑沟模糊。DWI高信号具有明显诊断优 势（30min）。 急性期（6～24h）：90％为T1WI低信号，T2WI高信号， 出现占位效应。10％可阴性，血管内及脑膜强化，而 DWI显著高信号。 亚急性期（1d～2w）： T1低信号，T2高信号非常显著， 水肿和占位减轻。 脑回样强化，DWI仍为高信号。 慢性期（﹥2w）：软化， T1低信号，T2高信号，无强 化。
生殖细胞瘤MRI表现 影像科
MRI信号无特异性，多数各序列均为等 信号，少数为T1WI稍高信号，T2WI稍低 信号。 明显强化，增强还可发现室管膜下和蛛 网膜下腔的播散灶。若松果体区和下丘 脑同时显示病变，可基本确诊。
Pineal germinoma.
影像科
影像科
Suprasellar germinoma
颅咽管瘤MRI表现 影像科
囊性灶：如含较高浓度蛋白，胆固醇或正铁血 红蛋白，呈短T1，长T2信号（高信号）。仅为 囊性坏死呈长T1低信号，长T2高信号。 实性灶：病变缺乏胆固醇和正铁血红蛋白，呈 等T1，等T2信号，如含角化蛋白，钙质，呈长 T1短T2信号（均为低信号）。 Gd-DTPA增强扫描: 实质部分不均匀强化，囊 性部分壳状强化。
Trigeminal nerve schwannoma
影像科
垂体微腺瘤和大腺瘤 影像科
垂体微腺瘤：垂体增大，上缘局限膨隆，T1WI 腺瘤呈略低信号，T2WI稍高信号，垂体柄偏移； Gd—DTPA增强扫描，早期正常垂体、海绵窦明 显强化，微腺瘤由于血供不如垂体丰富而呈低 信号，延迟扫描呈等或稍高信号。 大腺瘤：MRI T1、T2WI呈等信号；向周围生长， 向上生长突破鞍隔→鞍上池→视交叉受压，三 脑室前部受压，呈“束腰征”；向鞍旁生长， 侵及海绵窦；向鞍下生长，鞍底侵蚀，骨质破 坏，多均匀强化。
磁共振成像基本原理PPT课件
射频脉冲与磁化矢量
射频脉冲
向样品发射特定频率的射频脉冲，使磁化矢量发生旋 转。
磁化矢量旋转
射频脉冲使磁化矢量从一个静息态旋转到另一态，产 生能量变化。
信号的产生
磁化矢量回到静息态时释放能量，被探测器接收并转 换为可测信号。
信号的接收与处理
接收线圈
环绕在样品周围的接收线圈用于接收磁共振信号。
信号处理
超高场强磁共振成像
超高场强磁共振成像技术使用大于或等于7 特斯拉（T）的磁场进行成像。超高场强设 备在图像质量和分辨率方面具有显著优势， 能够提供更深入的生理和病理信息，有助于 疾病的早期诊断和精准治疗。
功能与分子影像学在技术利用磁场变化 来研究大脑和其他器官的功能活动。通过测 量血液氧合状态的变化，fMRI可以揭示大脑 在执行特定任务时的活动模式。此外，fMRI 还可以用于研究其他器官的功能和疾病进程。
射频电磁场安全
射频电磁场是磁共振成像过程中产生的另一种能量形式， 需要确保其强度符合国际和国家安全标准，避免对患者的 健康造成潜在影响。
热安全
在磁共振成像过程中，设备会向人体发射射频脉冲，这些 脉冲会产生热量。因此，需要监测和限制患者的体温升高， 确保热安全。
磁共振成像质量控制
01
图像分辨率
图像分辨率是磁共振成像质量的重要指标之一。为了获得高质量的图像，
参数优化
根据不同的扫描目标和需求，优化扫描序列中的参数，如磁场强度、射频脉冲的频率和持续时间等，以提高图像 质量和分辨率。
04
磁共振成像设备
磁体系统
01
02
03
磁体类型
超导磁体、永磁磁体和常 导磁体等。
磁场强度
磁场强度决定了成像质量， 通常在0.5-3.0特斯拉之间。
磁共振功能成像的临床应用PPT课件
磁共振功能成像的应用将促进医学影像学与其他学科的交叉融合， 推动医学领域的发展。
提高医疗服务水平
磁共振功能成像的应用将提高医疗服务的质量和效率，为患者提 供更好的医疗体验。
THANKS
感谢观看
磁共振功能成像的优势与局限性
优势
无创、无辐射损伤、多参数成像 、高软组织分辨率等。
局限性
检查费用较高、检查时间长、对 运动伪影敏感等。
03
磁共振功能成像在神经系统疾病中的
应用
脑肿瘤
总结词
磁共振功能成像在脑肿瘤的诊断、治疗和预后评估中具有重要作用。
详细描述
磁共振功能成像技术可以检测肿瘤的位置、大小和扩散情况，有助于医生制定 更精确的治疗计划。同时，通过观察肿瘤的代谢和血流情况，可以评估治疗效 果和预测复发风险。
该技术可以提供高分辨率、高对比度的图像，并且无辐射， 对人体无害。
临床应用的意义和价值
磁共振功能成像能够提供更深入的生理和病理生理信息，有助于疾病的早期诊断和 预后评估。
该技术能够检测到传统影像学检查难以发现的细微病变，提高诊断的准确性和可靠 性。
磁共振功能成像还可以用于监测治疗效果和评估病情进展，为临床医生制定治疗方 案提供重要依据。
分析和处理，提高诊断准确性和可靠性。
新型成像技术
02
研究和发展新的磁共振功能成像技术，如高分辨率成像、多模
态成像等，以满足临床对诊断和治疗的更高要求。
实时成像与导航技术
03
实现实时成像和导航技术，为手术和介入治疗提供更精确的定
位和导航信息。
在临床诊断和治疗中的作用与价值
01
02
03
精准诊断
磁共振功能成像能够提供 更精准的定位和定性信息， 有助于医生对疾病的早期 发现和准确诊断。
提高医疗服务水平
磁共振功能成像的应用将提高医疗服务的质量和效率，为患者提 供更好的医疗体验。
THANKS
感谢观看
磁共振功能成像的优势与局限性
优势
无创、无辐射损伤、多参数成像 、高软组织分辨率等。
局限性
检查费用较高、检查时间长、对 运动伪影敏感等。
03
磁共振功能成像在神经系统疾病中的
应用
脑肿瘤
总结词
磁共振功能成像在脑肿瘤的诊断、治疗和预后评估中具有重要作用。
详细描述
磁共振功能成像技术可以检测肿瘤的位置、大小和扩散情况，有助于医生制定 更精确的治疗计划。同时，通过观察肿瘤的代谢和血流情况，可以评估治疗效 果和预测复发风险。
该技术可以提供高分辨率、高对比度的图像，并且无辐射， 对人体无害。
临床应用的意义和价值
磁共振功能成像能够提供更深入的生理和病理生理信息，有助于疾病的早期诊断和 预后评估。
该技术能够检测到传统影像学检查难以发现的细微病变，提高诊断的准确性和可靠 性。
磁共振功能成像还可以用于监测治疗效果和评估病情进展，为临床医生制定治疗方 案提供重要依据。
分析和处理，提高诊断准确性和可靠性。
新型成像技术
02
研究和发展新的磁共振功能成像技术，如高分辨率成像、多模
态成像等，以满足临床对诊断和治疗的更高要求。
实时成像与导航技术
03
实现实时成像和导航技术，为手术和介入治疗提供更精确的定
位和导航信息。
在临床诊断和治疗中的作用与价值
01
02
03
精准诊断
磁共振功能成像能够提供 更精准的定位和定性信息， 有助于医生对疾病的早期 发现和准确诊断。
磁共振功能成像的临床应用PPT课件
第11页/共14页
脑脓肿
Lac增高
第12页/共14页
不能完全依赖于波谱，要结合MRI图像和灌注结果 • 假阴性结果：见于肿瘤明显坏死、低度恶性、非常小的病变 • 假阳性结果：见于炎性假瘤、机化的血肿、病毒性脑炎等
第13页/共14页
感谢您的观看！
第14页/共14页
第8页/共14页
临床应用
胶质瘤NAA峰值降低，Cho增高，NAA/Cho、NAA/Cr比值降低，Cho/Cr比值增高。
出现坏死时可胶见质Lac瘤峰，高度恶性胶质瘤中可见脂质峰，这是由于瘤细胞坏死所致。
Cho峰明显增高，这是胶质瘤波谱较为特征的表现。 Cho含量的增加是与临床情况的恶化相平行的。
Cho增加，NAA降低
原理
当脑组织兴奋时，局部血管扩张，流入大量含氧丰富的新鲜血液，其携带的含 氧血红蛋白远远超过氧的消耗，因此总的来说，静脉血中逆磁性物质也就是含氧血 红蛋白的含量还是增加的，这样氢核的去相位就会减慢，从而延长了T2，最终导致 T2加权像的信号增加。通过磁共振成像系统采集到的图像上可见到激活脑区的信号 强度增加，从而获得激活脑区的功能成像图。
6
第6页/共14页
5．Lac（lactate）： 乳酸峰。共振峰位于1.3ppm，来源于葡萄糖的无氧代谢产物乳酸。一般认为，Lac
峰升高与恶性或侵袭性很高的肿瘤有关，亦有可能与含坏死组织有关，治疗后出现 Lac峰可能与治疗后脑水肿、血脑屏障破坏有关。 6．GLX（Gln+Glu）：
谷氨酰胺（glutamine）及谷氨酸（glutamic）复合物峰。共振峰位于2.2～ 2.4ppm（β+γ峰）及3.6～3.8ppm（α峰），谷氨酸是一种兴奋性氨基酸，可与氨 生成谷氨酰胺而参与脑内氨的解毒作用，同时还是抑制性神经递质γ-氨基丁酸合成 的前体，具有兴奋性作用，在脑组织缺血缺氧状态及肝性脑病时增高。升高多见于脑 膜瘤，有助于鉴别颅内脑外和表浅部位的脑内肿瘤。
脑脓肿
Lac增高
第12页/共14页
不能完全依赖于波谱，要结合MRI图像和灌注结果 • 假阴性结果：见于肿瘤明显坏死、低度恶性、非常小的病变 • 假阳性结果：见于炎性假瘤、机化的血肿、病毒性脑炎等
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感谢您的观看！
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临床应用
胶质瘤NAA峰值降低，Cho增高，NAA/Cho、NAA/Cr比值降低，Cho/Cr比值增高。
出现坏死时可胶见质Lac瘤峰，高度恶性胶质瘤中可见脂质峰，这是由于瘤细胞坏死所致。
Cho峰明显增高，这是胶质瘤波谱较为特征的表现。 Cho含量的增加是与临床情况的恶化相平行的。
Cho增加，NAA降低
原理
当脑组织兴奋时，局部血管扩张，流入大量含氧丰富的新鲜血液，其携带的含 氧血红蛋白远远超过氧的消耗，因此总的来说，静脉血中逆磁性物质也就是含氧血 红蛋白的含量还是增加的，这样氢核的去相位就会减慢，从而延长了T2，最终导致 T2加权像的信号增加。通过磁共振成像系统采集到的图像上可见到激活脑区的信号 强度增加，从而获得激活脑区的功能成像图。
6
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5．Lac（lactate）： 乳酸峰。共振峰位于1.3ppm，来源于葡萄糖的无氧代谢产物乳酸。一般认为，Lac
峰升高与恶性或侵袭性很高的肿瘤有关，亦有可能与含坏死组织有关，治疗后出现 Lac峰可能与治疗后脑水肿、血脑屏障破坏有关。 6．GLX（Gln+Glu）：
谷氨酰胺（glutamine）及谷氨酸（glutamic）复合物峰。共振峰位于2.2～ 2.4ppm（β+γ峰）及3.6～3.8ppm（α峰），谷氨酸是一种兴奋性氨基酸，可与氨 生成谷氨酰胺而参与脑内氨的解毒作用，同时还是抑制性神经递质γ-氨基丁酸合成 的前体，具有兴奋性作用，在脑组织缺血缺氧状态及肝性脑病时增高。升高多见于脑 膜瘤，有助于鉴别颅内脑外和表浅部位的脑内肿瘤。
磁共振成像(MRI)解剖PPT课件
局限性
检查费用较高、检查时间长、对 金属植入物敏感、部分患者不适 宜进行检查等。
02 MRI解剖学基础
头部MRI解剖
脑干与小脑
脑室与脑池
展示脑干和小脑的MRI图像，解释其 结构与功能。
介绍脑室和脑池的MRI表现，阐述其 临床意义。
脑皮质与髓质
通过MRI图像展示脑皮质和髓质的解 剖特点，解释其在神经系统中的作用。
信号产生与接收
通过施加射频脉冲，使原子核发生 能级跃迁并释放出能量，被探测器 接收并转化为电信号，再经过计算 机处理形成图像。
成像原理
利用不同组织对射频脉冲的吸收和 散射程度不同，通过测量磁场中原 子核的共振频率和相位信息，重建 出人体内部结构的图像。
MRI技术发展历程
1971年
第一台医用核磁共振成像仪问 世。
腹部MRI解剖
腰椎与肾脏
展示腰椎和肾脏的MRI图像，解释其在腹部结构中的功能。
肝脏与脾脏
通过MRI图像展示肝脏和脾脏的解剖特点，阐述其在消化系统中的作用。
03 正常MRI解剖图像展示
正常头部MRI解剖图像
总结词
展示大脑、脑干、小脑等结构
详细描述
正常头部MRI解剖图像可以清晰地展示大脑、脑干和小脑等重要结构，以及它们 之间的相互关系。这些结构包括灰质、白质、脑室和脑池等，对于诊断神经系统 疾病具有重要意义。
疗效评估
手术后或放化疗后，MRI 可用于评估肿瘤缩小或消 退的情况，监测疗效。
血管疾病的诊断与评估
动脉粥样硬化
MRI能够检测动脉粥样硬化的早期病变，对预防 心血管事件具有重要意义。
血管狭窄与阻塞
MRI能够评估血管狭窄和阻塞程度，为治疗方案 的选择提供依据。
检查费用较高、检查时间长、对 金属植入物敏感、部分患者不适 宜进行检查等。
02 MRI解剖学基础
头部MRI解剖
脑干与小脑
脑室与脑池
展示脑干和小脑的MRI图像，解释其 结构与功能。
介绍脑室和脑池的MRI表现，阐述其 临床意义。
脑皮质与髓质
通过MRI图像展示脑皮质和髓质的解 剖特点，解释其在神经系统中的作用。
信号产生与接收
通过施加射频脉冲，使原子核发生 能级跃迁并释放出能量，被探测器 接收并转化为电信号，再经过计算 机处理形成图像。
成像原理
利用不同组织对射频脉冲的吸收和 散射程度不同，通过测量磁场中原 子核的共振频率和相位信息，重建 出人体内部结构的图像。
MRI技术发展历程
1971年
第一台医用核磁共振成像仪问 世。
腹部MRI解剖
腰椎与肾脏
展示腰椎和肾脏的MRI图像，解释其在腹部结构中的功能。
肝脏与脾脏
通过MRI图像展示肝脏和脾脏的解剖特点，阐述其在消化系统中的作用。
03 正常MRI解剖图像展示
正常头部MRI解剖图像
总结词
展示大脑、脑干、小脑等结构
详细描述
正常头部MRI解剖图像可以清晰地展示大脑、脑干和小脑等重要结构，以及它们 之间的相互关系。这些结构包括灰质、白质、脑室和脑池等，对于诊断神经系统 疾病具有重要意义。
疗效评估
手术后或放化疗后，MRI 可用于评估肿瘤缩小或消 退的情况，监测疗效。
血管疾病的诊断与评估
动脉粥样硬化
MRI能够检测动脉粥样硬化的早期病变，对预防 心血管事件具有重要意义。
血管狭窄与阻塞
MRI能够评估血管狭窄和阻塞程度，为治疗方案 的选择提供依据。
《磁共振成像》课件
穿着要求
穿着舒适、无金属纽扣或拉链的衣 服进行检查。
检查中的安全问题
保持静止
在检查过程中，需要保持静止不动，以免影 响成像效果。
遵循医生指导
在检查过程中，需要遵循医生的指导，如保 持正常呼吸、不要憋气等。
观察身体反应
在检查过程中，需要观察身体是否有不适反 应，如有异常应及时告知医生。
避免携带电子设备
02
磁共振成像系统
磁体系统
01
磁体类型
磁体系统是磁共振成像的核心 部分，主要分为永磁型、超导
型和脉冲型三种类型。
02
磁场强度
磁场强度是衡量磁体性能的重 要指标，通常在0.5-3.0特斯拉
之间。
03
磁场均匀性
为了获得高质量的图像，磁场 的均匀性必须得到保证，通常
要求在±0.01ppm之内。
梯度系统
• 技术挑战：高场强磁共振成像技术需要更高的技术和资金投入，同时还需要解决磁场均匀性、信噪比和安全性等问题。
快速成像技术
总结词
快速成像技术能够缩短成像时间，提高成像效率 ，减轻患者的痛苦和不适感。
发展趋势
随着快速成像技术的不断改进和完善，其应用范 围也将不断扩大，未来可能会成为磁共振成像技 术的主流之一。
02
详细描述
多模态成像技术是当前研究的 热点之一，它能够综合利用多 种成像模式的信息，如磁共振 成像、超声成像、X射线成像 等，从而提供更加全面和准确
的诊断结果。
03
发展趋势
多模态成像技术的应用范围将 不断扩大，未来可能会成为医
学影像技术的主流之一。
04
技术挑战
多模态成像技术需要解决不同 模态之间的兼容性和同步性问 题，同时还需要进一步提高图
穿着舒适、无金属纽扣或拉链的衣 服进行检查。
检查中的安全问题
保持静止
在检查过程中，需要保持静止不动，以免影 响成像效果。
遵循医生指导
在检查过程中，需要遵循医生的指导，如保 持正常呼吸、不要憋气等。
观察身体反应
在检查过程中，需要观察身体是否有不适反 应，如有异常应及时告知医生。
避免携带电子设备
02
磁共振成像系统
磁体系统
01
磁体类型
磁体系统是磁共振成像的核心 部分，主要分为永磁型、超导
型和脉冲型三种类型。
02
磁场强度
磁场强度是衡量磁体性能的重 要指标，通常在0.5-3.0特斯拉
之间。
03
磁场均匀性
为了获得高质量的图像，磁场 的均匀性必须得到保证，通常
要求在±0.01ppm之内。
梯度系统
• 技术挑战：高场强磁共振成像技术需要更高的技术和资金投入，同时还需要解决磁场均匀性、信噪比和安全性等问题。
快速成像技术
总结词
快速成像技术能够缩短成像时间，提高成像效率 ，减轻患者的痛苦和不适感。
发展趋势
随着快速成像技术的不断改进和完善，其应用范 围也将不断扩大，未来可能会成为磁共振成像技 术的主流之一。
02
详细描述
多模态成像技术是当前研究的 热点之一，它能够综合利用多 种成像模式的信息，如磁共振 成像、超声成像、X射线成像 等，从而提供更加全面和准确
的诊断结果。
03
发展趋势
多模态成像技术的应用范围将 不断扩大，未来可能会成为医
学影像技术的主流之一。
04
技术挑战
多模态成像技术需要解决不同 模态之间的兼容性和同步性问 题，同时还需要进一步提高图
相关主题
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•脑活动状态的生理学变化 •脑活动状态的代谢变化 •脑活动状态的血管变化
功能脑成像的目的是描绘出活体脑
组织活动的空间和时间位置。 •监测脑细胞活动性的金标准是直接、侵入 性地记录单个神经元细胞膜的电势能；然 而，这些方法仅限于实验中使用。 •在以人为研究对象时必须用非侵袭性的方 法，因此这些方法本身具有局限性。非侵 袭性脑功能成像有两种方法：（1）电生理 的方法和（2）代谢/血流的方法。
磁共振的设备
❖磁体 ❖线圈 ❖计算机
磁体的分类
❖永磁 ❖常导 ❖超导
射 频 线
圈
MR基本原理
（N）MRI
(Nuclear) Magnetic Resonance Imaging
(核） 磁 共振 成像
MRI
Magnetic Resonance Imaging
磁 共振 成像
MRI
(N)Magnetic
脑功能磁共振成像
1952年Purcell和Bloch获诺贝尔奖 1971年Damadian发现肿瘤组织T1和
T2延长 1973年Lauterbur发表充水试管的MR图
像
1978年Mallard等取得第一幅人体MR 图像
1980年MR机开始应用于临床 1988年第一台MR机在中国应用于临床
▪诊断----治疗 ▪结构----功能 ▪宏观----微观
电生理的方法:
•脑电图（EEG） •脑磁图描记术（MEG)
代谢/血流的方法:
•正电子发射体层成像（PET） •功能磁共振成像（fMRI）
利用成像设备产生功能图像的过程被 称作功能重建。要理解如何用这些方 法获得功能图像重要是要理解：
•脑活动与测量的生理参数之间的 关系。 •这些生理参数与脑功能图像之间 的关系。
在工作站，将“A”状态和“B” 状态中标化的原始数据进行类比， 无代谢活动改变的区域即血氧水平 无改变的感兴趣区域脑组织设为0， 而有代谢活动改变的区域即血氧水 平增高或减低的感兴趣区域脑组织 数字化，并依据血氧水平增高或减 低的情况作出伪彩图像。
手 对 掌 运 动
双手对掌运动
fMRI
功能性磁共振成像的生理学基础
随着磁共振成像技术的迅猛发展，功能性 磁共振成像技术亦日趋成熟。过去，临床功能 性检查主要依靠同位素检查(SPECT、PET等)。 自九十年代末以来，功能性磁共振成像技术不 断地成功应用于临床，以其卓越的性能和全新 的技术，逐渐被临床工作者尤其神经科学工作 者的认同和接受。该技术即没有使患者暴露于 同位素的缺点，又有功能性与形态学完美结合 的优点，因此，作者认为，一旦功能性磁共振 广泛应用于临床，势必有着宽阔的前景。
生理参数
葡萄糖消耗量 氧耗量 细胞色素-C (叶绿醇氧化还原状态) 脑血容量
脑血氧含量
方法
FCG-PET，FDG-SPET O2-PET NIRS
H2O-PET,氙-，ECD-， MPAO-SPET, fMRI, 氙-CCT,NIRS+造影剂, TCD fMRI（BOLD）；NIRS；内 在的视觉信号（去氧血红 蛋白，血红蛋白浓度）
脑活动 代谢变化 功能图像 脑活动 血管变化 功能图像
磁共振脑功能成像的 数据分析
概述
磁共振脑功能成像的数据处理和分析的 方法很多，由于处理的数据量通常很大，因 此绝大多数研究的数据处理和分析多通过专 门的软件包来完成。磁共振工作站所附带的 软件虽然也可完成这项工作，如GE公司的 FUNCTOOL等，但其处理较粗糙和简单， 仅可作为实验结果的初步观察，一般不能达 到科学研究的需要。
血氧饱和度水平检测 （BOLD）
1990年Belliveau手次报 导了血氧饱和度水平检测技 术以来，该技术已成为神经 科学家探测各类认识活动脑 内定位的有效方法之一。
采样过程中需设置两种状态：一种 是活动、一种是休息（“A”和“B”）， 在两种状态下，收集由于代谢活动的改 变而引起的血氧水平增加信息，作为原 始数据将这些原始数据进行标准化。如 动手实验中，要求受试者闭目、放松、 停30秒、对掌运动30秒、停30秒、对掌 运运动30秒、停30秒，依次类推，完成1 分20秒的扫描过程。
功能性磁共振成像
（Functional Magnetic Resonance Imaging）
分广义和狭义两种
广义功能性磁共振成像
•弥散加权成像（DWI） •灌注加权成像（PWI） •磁共振波谱成像（MRS） •血氧饱和度水平检测（BOLD）
狭义功能性磁共振成像
特指血氧饱和度水平检 测（ Blood Oxygen Level Dependent 简称BOLD）。
图像数据的预处理
• 移动校正 • 层面的延时校正 • 空间滤过 • 信号强度的标化 • 时序滤过
fMRI时间序列 高斯内核
设计矩阵
p <0.05
采用高斯野理论的推论
统计参数图 (SPM)
移动校正
平滑
标化
通用线性模型
标准脑 模版
参数评估
局部数据的校正
空间分布模式以及 相互有效的连通性
感觉、运动、认知功能障碍是医学中的重点，然 而我们在对他们进行诊断、监测这项战略中还存在实 质性的限制。在当今的医疗实践中，中枢神经系统疾 病大致分成神经病学的（疾病的生物学基础已被认识 的）和精神病学的（其特殊的生物学基础还不确定 的）。这种相当武断的分类根源于强调结构病理学。 功能测试直到现在还非常有限。传统医学的神经病学 和精神病学检查是通过特殊的刺激引起预期的反应来 检查神经系统。如反应正常其所做出的诊断是神经系 统正常。这“黑箱”方法现在可能被置疑，因为大脑 甚至在遇到严重损伤时也能够产生表面上是正常的反 应。然而，最后通过结合临床与病理，人们了解到许 多，这样的研究仅仅代表着对单个时间点的比较。
常用磁共振脑功能成像处理软件包
•ACTIV2000 •AFNI* •BrainVoyager •FIASCO •FMRI Analysis Package •FSL •LyngbyMEDx •SPM* •Stimulate •VoxBo
• 图像数据的获取 • 图像数据的转换 • 图像数据分析 • 图onance
共振
MRI
Imaging
成像
几组常用磁共振 参数的概念
T1 TR T1WI T2 TE T2WI
水长T1、长T2。 脂肪短T1、长T2。 软组织等T1、等T2。 钙化短T1、短T2。
T1WI：短TR（小于500ms)、短TE。 PDWI：长TR（500-1000ms)、短TE。 T2WI：长TR（大于2000ms)、长TE。
功能脑成像的目的是描绘出活体脑
组织活动的空间和时间位置。 •监测脑细胞活动性的金标准是直接、侵入 性地记录单个神经元细胞膜的电势能；然 而，这些方法仅限于实验中使用。 •在以人为研究对象时必须用非侵袭性的方 法，因此这些方法本身具有局限性。非侵 袭性脑功能成像有两种方法：（1）电生理 的方法和（2）代谢/血流的方法。
磁共振的设备
❖磁体 ❖线圈 ❖计算机
磁体的分类
❖永磁 ❖常导 ❖超导
射 频 线
圈
MR基本原理
（N）MRI
(Nuclear) Magnetic Resonance Imaging
(核） 磁 共振 成像
MRI
Magnetic Resonance Imaging
磁 共振 成像
MRI
(N)Magnetic
脑功能磁共振成像
1952年Purcell和Bloch获诺贝尔奖 1971年Damadian发现肿瘤组织T1和
T2延长 1973年Lauterbur发表充水试管的MR图
像
1978年Mallard等取得第一幅人体MR 图像
1980年MR机开始应用于临床 1988年第一台MR机在中国应用于临床
▪诊断----治疗 ▪结构----功能 ▪宏观----微观
电生理的方法:
•脑电图（EEG） •脑磁图描记术（MEG)
代谢/血流的方法:
•正电子发射体层成像（PET） •功能磁共振成像（fMRI）
利用成像设备产生功能图像的过程被 称作功能重建。要理解如何用这些方 法获得功能图像重要是要理解：
•脑活动与测量的生理参数之间的 关系。 •这些生理参数与脑功能图像之间 的关系。
在工作站，将“A”状态和“B” 状态中标化的原始数据进行类比， 无代谢活动改变的区域即血氧水平 无改变的感兴趣区域脑组织设为0， 而有代谢活动改变的区域即血氧水 平增高或减低的感兴趣区域脑组织 数字化，并依据血氧水平增高或减 低的情况作出伪彩图像。
手 对 掌 运 动
双手对掌运动
fMRI
功能性磁共振成像的生理学基础
随着磁共振成像技术的迅猛发展，功能性 磁共振成像技术亦日趋成熟。过去，临床功能 性检查主要依靠同位素检查(SPECT、PET等)。 自九十年代末以来，功能性磁共振成像技术不 断地成功应用于临床，以其卓越的性能和全新 的技术，逐渐被临床工作者尤其神经科学工作 者的认同和接受。该技术即没有使患者暴露于 同位素的缺点，又有功能性与形态学完美结合 的优点，因此，作者认为，一旦功能性磁共振 广泛应用于临床，势必有着宽阔的前景。
生理参数
葡萄糖消耗量 氧耗量 细胞色素-C (叶绿醇氧化还原状态) 脑血容量
脑血氧含量
方法
FCG-PET，FDG-SPET O2-PET NIRS
H2O-PET,氙-，ECD-， MPAO-SPET, fMRI, 氙-CCT,NIRS+造影剂, TCD fMRI（BOLD）；NIRS；内 在的视觉信号（去氧血红 蛋白，血红蛋白浓度）
脑活动 代谢变化 功能图像 脑活动 血管变化 功能图像
磁共振脑功能成像的 数据分析
概述
磁共振脑功能成像的数据处理和分析的 方法很多，由于处理的数据量通常很大，因 此绝大多数研究的数据处理和分析多通过专 门的软件包来完成。磁共振工作站所附带的 软件虽然也可完成这项工作，如GE公司的 FUNCTOOL等，但其处理较粗糙和简单， 仅可作为实验结果的初步观察，一般不能达 到科学研究的需要。
血氧饱和度水平检测 （BOLD）
1990年Belliveau手次报 导了血氧饱和度水平检测技 术以来，该技术已成为神经 科学家探测各类认识活动脑 内定位的有效方法之一。
采样过程中需设置两种状态：一种 是活动、一种是休息（“A”和“B”）， 在两种状态下，收集由于代谢活动的改 变而引起的血氧水平增加信息，作为原 始数据将这些原始数据进行标准化。如 动手实验中，要求受试者闭目、放松、 停30秒、对掌运动30秒、停30秒、对掌 运运动30秒、停30秒，依次类推，完成1 分20秒的扫描过程。
功能性磁共振成像
（Functional Magnetic Resonance Imaging）
分广义和狭义两种
广义功能性磁共振成像
•弥散加权成像（DWI） •灌注加权成像（PWI） •磁共振波谱成像（MRS） •血氧饱和度水平检测（BOLD）
狭义功能性磁共振成像
特指血氧饱和度水平检 测（ Blood Oxygen Level Dependent 简称BOLD）。
图像数据的预处理
• 移动校正 • 层面的延时校正 • 空间滤过 • 信号强度的标化 • 时序滤过
fMRI时间序列 高斯内核
设计矩阵
p <0.05
采用高斯野理论的推论
统计参数图 (SPM)
移动校正
平滑
标化
通用线性模型
标准脑 模版
参数评估
局部数据的校正
空间分布模式以及 相互有效的连通性
感觉、运动、认知功能障碍是医学中的重点，然 而我们在对他们进行诊断、监测这项战略中还存在实 质性的限制。在当今的医疗实践中，中枢神经系统疾 病大致分成神经病学的（疾病的生物学基础已被认识 的）和精神病学的（其特殊的生物学基础还不确定 的）。这种相当武断的分类根源于强调结构病理学。 功能测试直到现在还非常有限。传统医学的神经病学 和精神病学检查是通过特殊的刺激引起预期的反应来 检查神经系统。如反应正常其所做出的诊断是神经系 统正常。这“黑箱”方法现在可能被置疑，因为大脑 甚至在遇到严重损伤时也能够产生表面上是正常的反 应。然而，最后通过结合临床与病理，人们了解到许 多，这样的研究仅仅代表着对单个时间点的比较。
常用磁共振脑功能成像处理软件包
•ACTIV2000 •AFNI* •BrainVoyager •FIASCO •FMRI Analysis Package •FSL •LyngbyMEDx •SPM* •Stimulate •VoxBo
• 图像数据的获取 • 图像数据的转换 • 图像数据分析 • 图onance
共振
MRI
Imaging
成像
几组常用磁共振 参数的概念
T1 TR T1WI T2 TE T2WI
水长T1、长T2。 脂肪短T1、长T2。 软组织等T1、等T2。 钙化短T1、短T2。
T1WI：短TR（小于500ms)、短TE。 PDWI：长TR（500-1000ms)、短TE。 T2WI：长TR（大于2000ms)、长TE。