功能成像是通过刺激特定感官，引起大脑皮层相应部位的神经活动（功能区激活），并通过磁共振图像来显示的一种研究方法。

它不但包含解剖学信息，而且具有神经系统的反应机制，作为一种无创、活体的研究方法，对进一步了解人类中枢神经系统的作用机制，以及临床研究提供了一个重要的途径。

功能成像最初是采用静脉注射增强剂等方法等来实现的。

1990年美国贝尔实验室学者Ogawa等首次报告了血氧的T2*效应。在给定的任务刺激后，血流量增加，即氧合血红蛋白增加，而脑的局部耗氧量增加不明显，即脱氧血红蛋白含量相对降低。脱氧血红蛋白具有比氧合血红蛋白T2*短的特性，另一方面，脱氧血红蛋白较强的顺磁性破坏了局部主磁场的均匀性，使得局部脑组织的T2*缩短，这两种效应的共同的结果就是，降低局部磁共振信号强度。由于激活区脱氧血红蛋白相对含量的降低，作用份额减小，使得脑局部的信号强度增加，即获得激活区的功能图像。由于这种成像方法取决于局部血氧含量，故称为血氧水平依赖功能成像。

包括正常脑功能的基础研究与临床应用的研究，目前涉及的主要方面包括：神经生理学和神经心理学。

功能成像最早应用于神经生理活动的研究，主要是视觉和功能皮层的研究。后来随着刺激方案的精确、实验技术的进步，功能成像的研究逐渐扩展于听觉、语言、认知与情绪等功能皮层及记忆等心理活动的研究。

对于脑神经病变的功能成像研究，已有大量的论文报道，涉及到癫痫、帕金森综合症、阿尔茨海默病（AD）、多发性脑硬化（MS）及脑梗死等方面。由于其时间、空间的分辨高，所以对疾病的早期诊断、鉴别、治疗和愈后的跟踪具有重要的意义。在精神疾病方面，对精神分裂症患者、抑郁症患者也有相应的研究。功能成像对于神经疾病的研究、诊断、进展估计及实验性干预治疗效果的评价，能提供敏感、客观精确的信息评价。对肿瘤病变的手术及放疗计划的制定、预后估计、减少手术损伤和并发症，提高术后生活质量具有重要意义。

功能成像的实验设计主要采用“基线-任务刺激的OFF-ON减法模式”来实现。通过外在有规律的、任务与静止状态的交互刺激，得到激活条件与控制条件下同一区域的信号，经过傅立叶转换后获得一系列随时间推移的动态原始图像。图像后处理时，通过设定阈值使两种状态下的原始图像进行匹配减影，减影图像经过像素平均化处理后，使用统计方法重建可信的功能激发图像。目前常用的统计方法主要是相关分析、t检验。通过这些后处理我们不但可以提高实验结果的可信度，并可有效地消除部分图像伪影。

技术方面，对于小血管BOLD效应与场强的平方成正比，所以功能成像的研究较适合于在高场强的系统上进行。研究表明，场强在1.5T以下的系统不适于进行脑功能研究。对成像序列的要求，一般使用T2*效应敏感的快速成像序列，如GRE、GRE-EPI、SE-EPI等。