这种具有区分作用的顺磁现象在20 世纪80年代后期被在体实验所证实,f MRI 由此诞生。f MRI 基于这样一个事实,即脱氧血红蛋白具有顺磁性而氧合血红蛋白则没有。脱氧血红蛋白减少意味着直旋子的相位移动减慢,因此血流增加表现为核磁共振信号的增强,这称为BOLD 信号。在标准的1.5特斯拉扫描器上,对应局部特定神经元的活动,BOLD 信号通常会按1%的数量级增强。 f MRI 时间分辨率取决于血流动力学应答和扫描器磁场的物理限度。一般而言,扫描层数越多,每层的分辨率越精细,全脑图像的采集时间越长。 f MRI 测量虽然简单,BOLD 成像却有特定的局限性:①信号与神经活动或动脉血供的定位不精确:BOLD 效应源自静脉血管(毛细血管、小静脉和大静脉),因此信号的位置与神经活动或动脉血供的位置并不一致;但是对于采用标准空间分辨率(voxel 体积最大为50mm 3)的大脑成像研究,这种空间上的误差可以忽略;②全脑位移和生理节律(心率、呼吸)伪迹;③易感性伪迹:BOLD 可探查到磁场易感性(因脱氧血红蛋白浓度变化而产生)的局部变化,因此无法分辨骨/空气及骨/液体界面的较大空隙。在这些区域,组织密度的巨大变异会扭曲局部磁场,导致图像的空间扭曲和BOLD 信号的减弱,因此难以探测脱氧血红蛋白的细微变化。
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