应用磁共振扩散张量成像对正常人脑白质各向异性的初步研究

目的 利用磁共振扩散张量成像(DTI)技术,研究正常人脑白质的各向异性的正常变化.方法 随机选择20例正常志愿者进行磁共振扩散张量成像,测定双侧内囊前后肢、内囊膝部、外囊、半卵圆中心及胼胝体膝部和压部的FA值,并进行统计学分析.结果 人脑白质中FA值在胼胝体、内囊、外囊、半卵圆中心间均有显著性差别(P＜0.05).胼胝体膝部与压部、内囊前后肢与膝部无显著性差别.结论 DTI技术可以清楚地显示脑白质的解剖结构,通过FA值,能较好地反映组织的各向异性的变化.     

扩散张量成像图像数据采集技术的参数优化

为优化扩散张量成像图像采集技术,在1.5 T磁共振扫描仪上,使用3种具有不同扩散编码梯度方向数目(NDGD)的序列成像,采用基于感兴趣区和体素的2种方法,在6个部位比较3个序列的扩散系数(〈D〉)、各向异性分数(FA)和扩散张量的本征值.另外,采用具有不同扩散敏感因子b值的序列成像,测量并探讨b值与图像信噪比和表观扩散系数的关系.结果表明,在感兴趣区水平,所有序列的〈D〉和FA及其标准差没有统计学区别,但张量本征值却有差异.在体素水平,在多数部位21-NDGD和31-NDGD序列的相关系数较高.随着b值增高,信噪比降低.当b值在一定范围内时,表观扩散系数及其标准差有不同的变化.实际中应根据不同的应用(感兴趣区或体素分析以及扩散张量成像测量参数的不同)来选择NDGD,选用b值介于400～1 300 s/mm2较为合适.     

基于图论的分裂型人格障碍多加权脑结构网络研究

基于图论方法分析分裂型人格障碍(SPD)患者与健康对照在脑结构网络局部和全局参数上的差异.根据Brainnetome脑图谱将大脑皮层划分为246个脑区,利用扩散加权图像重建脑白质神经纤维束,构建以神经纤维束条数、密度、长度和优化的密度为加权方式的脑结构网络.计算网络节点参数和全局参数,通过假设检验找出具有显著性差异的脑区.结果发现,SPD患者与健康人的脑结构网络在全局参数上无显著性差异;在节点参数上,6个脑区存在显著性差异;差异脑区在位置上显示出左右脑不对称性,在功能上与认知、情感和感知高度相关.研究结果可为疾病诊断治疗提供重要参考.     

IVIM-DWI对外周带前列腺癌的诊断价值

目的:探讨3.0TMR体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM-DWI)定量参数对外周带前列腺癌(PCa)的诊断价值.方法:回顾分析经超声引导穿刺病理证实的51例外周带前列腺病变患者资料,其中27例为前列腺癌患者(恶性组)、36例为良性前列腺增生(BPH)和/或慢性前列腺炎(CP)患者(良性组).对所有患者均行前列腺常规MRI扫描及体素内不相干运动磁共振扩散加权成像(IVIM-DW)扫描,IVIM-DWI采用14个b值(b=0、25、50、75、100、150、200、400、600、800、1 000、1 200、1 500、2 000 s/mm~2).GE ADW4.6 Functool后处理软件计算病变组织内感兴趣区的表观扩散系数(ADC)、纯水分子扩散系数(D值)、灌注相关扩散系数(D~*值)及灌注分数(f值).采用独立样本t检验比较PCa组和BPH组各参数值的差异,对于两组间具有统计学差异的参数值,建立受试者工作特征曲线分析各参数值对前列腺癌的诊断效能.结果:PCa组的ADC值、D值及f值均明显低于BPH组,有统计学差异(P0.05).各组间D~*值无统计学差异(P=0.581).结论:IVIM的定量参数ADC值、D值对外周带前列腺良恶性病灶的诊断及鉴别价值均较高,以ADC值的诊断效能最优.     

3b值DKI和5b值DKI在颅脑扫描中的对比分析

目的 选取不同b值(3b值和5b值)的扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging, DKI)分析颅内深部核团DKI参数的变化及临床意义.方法 对40名健康志愿者分别进行3b值DKI(b=0,1 000,2 000)和5b值DKI(b=0,500,1 000,1 500,2 000)序列扫描，两组扫描序列所选感兴趣区分别是双侧红核、黑质、丘脑、壳核、尾状核，通过对图像进行后处理，获得平均弥散峰度(mean kurtosis, MK)、各向异性分数(fractional anisotropy, FA)、横向峰度(axial kurtosis, AK)、平均弥散率(mean diffusivity, MD)、径向峰度(radial kurtosis, RK)等参数伪彩图.比较3b值DKI组和5b值DKI组组内各参数是否有统计学差异；比较3b值DKI组和5b值DKI组组间各核团DKI参数值是否有统计学差异.结果 两组组内不同核团5项参数左右侧侧别比较差异无统计学意义(P>0.05);两组组间不同核团5项参数比较差异无统计学意义(P>0.05).结论 3b值和...     

儿童可逆性胼胝体压部病变综合征2例临床特点分析

可逆性胼胝体压部病变综合征(Reversible Splenial Lesion Syndrome,RESLES)是2011年提出的一个新的临床-影像学综合征,其临床症状无特异性,诊断主要依赖于影像学检查,尤其是头颅MRI胼胝体压部可逆性的T1WI等或稍低信号,T2WI及FLAIR稍高信号,DWI高信号,根据其受累部位可分为2种类型,1型多见,表现为仅有胼胝体压部受累;2型少见,除胼胝体压部受累外,其他部位脑白质也可累及[1,2,3]。临床表现主要为意识障碍、精神行为异常、视觉障碍等,症状持续12h以上可以诊断为伴轻型脑炎/脑病的可逆性胼胝体压部病变(MERS),而临床症状持续小于12h的则诊断为无脑炎/脑病的可逆性胼胝体压部病变(non-MERS)[4]。     

对称归一化配准的多图谱大脑扩散张量图像分割

基于磁共振T1成像的全脑区分割方法及其在临床上的应用已经有较为广泛的研究,磁共振扩散张量成像凭借其在脑白质神经纤维束成像上的优势,近年来围绕扩散张量成像的理论和应用研究发展很快,针对扩散张量成像的脑区分割研究就成为一个必须要解决的问题.图像配准是精确实现脑区分割的重要技术步骤,传统的配准方法未考虑到图像的形变大小对配准...     

基于FMT的扩散张量成像脑白质纤维跟踪算法

扩散张量成像及脑白质纤维跟踪技术是目前惟一采用的活体、无创、三维显示脑白质纤维的成熟方法.针对扩散张量成像的特点,运用快速行进法产生基于体素的联合函数,并通过反向跟踪重建了脑白质纤维.实验结果表明,反向跟踪有效地解决了纤维的分叉问题,速度函数的改进使得跟踪的效率明显提高,而且结果也更加符合解剖结构.该算法的提出很好地解决了目前临床DTI数据可视化中的难题.     

扩散张量磁共振成像数据分析的TBSS方法评价

针对流行的磁共振扩散张量成像数据分析工具TBSS,提出了一种定量评估的方法。首先构建模拟数据,由31个正常人的DTI-FA图像人工模拟得到多组白质不同程度损伤程度的阿兹海默症病人组数据。将模拟得到的多组病人数据分别与正常组进行基于体素的TBSS分析。通过计算分析结果中有显著性差异的体素数量和真实变化体素数量之间的比例关系,得到该分析方法的敏感性和特异性指标。结果显示TBSS分析敏感性增大的同时伴随着特异性的减小。当模拟病人组FA值减小幅度比较大时,敏感性可达到90%以上,但特异性会不足50%,甚至更低。因此在使用TBSS进行相关疾病研究时,分析结果的判读要考虑到可能的假阳性结果,应结合其他的医学实验和研究结果进行综合分析。     

大学生运动员脑白质的变化:基于磁共振扩散张量成像研究(英文)

前人的研究发现运动技能的学习能够导致脑白质和灰质结构发生相应的改变.然而长期的篮球技能的学习是否能导致脑白质可塑性的变化,目前还不明确.本文利用磁共振扩散张量成像研究了大学生篮球运动员和非运动员之间脑白质的差异.一共15名大学生篮球运动员和15名非运动员参与本次实验.利用FSL软件和TBSS方法分析磁共振数据,从而获得两组人群脑白质的差异.研究结果显示,相比非运动员,篮球运动员脑白质中的水分子扩散系数的各向异性参数FA表现为局部升高;这些显著升高的区域主要在右侧颞中回、双侧枕中回、右侧额中回、右侧额叶部分区域、右侧中央前回、左侧岛叶和海马旁回.而这些有变化的脑区域均参与运动训练和运动技能的学习.研究结果提示,这些脑白质的改变和运动训练存在内在的关联.     

Factors affecting the voxel-based analysis of diffusion tensor imaging

Diffusion tensor imaging （DTI） provides a unique method to reveal the integrity of white matter microstructure noninvasively. Voxel-based analysis （VBA）, which is a highly reproducible and user-independent tech- nique, has been used to analyze DTI data in a number of studies. Fractional anisotropy （FA）, which is derived from DTI, is the most frequently used parameter. The parameter setting during the DTI data preprocessing might affect the FA analysis results. However, there is no reliable evidence on how the parameters affect the results of FA analysis. This study sought to quantitatively investigate the factors that might affect the voxel-based analysis of FA; these include the interpolation during spatial normalization, smoothing kernel and statistical threshold. Because it is difficult to obtain the true information of the lesion in the patients, we simulated lesions on the healthy FA maps. The DTI data were obtained from 20 healthy subjects. The FA maps were calculated using DTIStudio. We randomly divided these FA maps into two groups. One was used as a model patient group, and the other was used as a normal control group. Simulated lesions were added to the model patient group by decreasing the FA intensities in a specified region by 5 %- 50 %. The model patient group and the normal control groupwere compared by two-sample t test statistic analysis voxel- by-voxel to detect the simulated lesions. We evaluated these factors by comparing the difference between the detected lesion through VBA and the simulated lesion. The result showed that the space normalization of FA image should use the trilinear interpolation, and the smoothing kernel should be 2-3 times the voxel size of spatially normalized FA image. For lesions with small intensity change, FWE correction must be cautiously used. This study provided an important reference to the analysis of FA with VBA method.     

阿尔茨海默病DT-MRI脑图像的识别

利用脑部的扩散张量磁共振图像(d iffus ion tensorm agnetic resonance im ag ing,DT-M R I),探索对阿尔茨海默病计算机辅助诊断方法,提出了一种线性识别方法。对9例阿尔茨海默病患者和9例正常人脑部在1.5 T磁共振成像系统上作DT-M R I扫描。测量胼胝体膝部、胼胝体压部和海马的表观扩散系数和各向异性分数。对这些参数进行了统计,以训练识别器。用留一法估算,得到识别正确率为83.33%。结果表明,DT-M R I图像可以反映阿尔茨海默患者脑部的受损情况,该识别方法能为阿尔茨海默病的临床诊断提供帮助。     

使用扩散张量成像数据重建脑白质纤维的新算法

由磁共振扩散张量成像（DT-MRI）可以获得扩散的方向性信息，利用这些信息可以无创地重建人脑的白质纤维，而且这也是目前在活体上重建脑白质纤维的唯一方法．然而由于磁共振成像设备与成像技术的限制，纤维重建过程中会遇到许多困难，例如：DT-MRI的数据是离散的，而所要重建的纤维是连续的；而且由相对较低的MRI空间分辨率所引起的部分容积效应会影响DT—MRI的数据质量．针对这些问题，提出了一种加权跟踪算法．该算法结合经典物理理论，利用纤维跟踪过程中待定方向点周围相关体元的主向量与分量各向异性（FA）值来计算纤维跟踪线的前进方向．实验表明，该算法能够相对较好地解决重建过程中所存在的困难．从重建的效果看，该方法能够很好地反映脑白质纤维的分布情况．     

一种新的脑白质分割方法

基于扩散张量成像提出一种新的脑白质分割方法.首先,计算扩散张量成像的各向异性参数和扩散参数,并得到各个参数下的脑部图像;然后,通过期望值最大化(expectation maximization,EM)模型求得各个各向异性参数图像的脑白质和非脑白质区域;最后,通过STAPLE(simultaneous truth and performancel evel estimation)模型融合各个DTI参数图像分割结果,得到脑白质分割结果.实验结果表明,该方法具有较好的分割效果,能有效地从脑组织中分割出脑白质.     

白质纤维重建过程中像素内交叉问题解决方法

由部分体积效应引起的像素内交叉现象一直是利用扩散张量图像（DT-MRI）数据重建脑内白质纤维过程中的一个主要问题，而区分交叉区域和非交叉区域是解决这一问题的难点和关键．为此，提出了一种新的方法试图定义“交又像素”和“非交叉像素”，并设计了一种改进的优化算法来恢复交叉像素内的多纤维取向信息，从而使纤维跟踪过程在交叉区域和非交叉区域分别采取各自最优的方向依据．模拟数据和真实扩散张量图像数据跟踪实验显示，该方法首先判断了交叉区域，然后纤维沿恢复后的方向通过了交叉区域，从而解决了白质纤维重建过程中的像素内纤维交叉问题，提高了跟踪精度，并减少了计算量．     

MR-DTI对脑胶质瘤个体化手术风险及疗效评估

目的:探讨磁共振弥散张量成像(magnetic resonance diffusion tensor imaging,MR-DTI)在脑胶质瘤手术中对术者制定合适的手术方案以保护患者神经功能的临床价值。方法:33例脑胶质瘤患者术前术后行MR-DTI检查和神经功能评估。根据MR-DTI检查结果将肿瘤与瘤周白质纤维束的影像学关系分为3类:Ⅰ类-挤压型,Ⅱ类-浸润型,Ⅲ类-破坏型。对3种MR-DTI类型术前神经功能状态之间的差异、术后神经功能状态改变之间的差异以及术前术后神经功能状态之间的差异分别进行比较。结果:Ⅰ类-挤压型12例,Ⅱ类-浸润型12例,Ⅲ类-破坏型9例。①各类型内肿瘤实质FA值与对侧正常脑组织FA值比较差异有统计学意义(P<0.05);②不同MR-DTI类型患者的术前神经功能状态之间及术后神经功能改变情况之间的差异有统计学意义(P<0.05);③患者术前术后神经功能状态之间的差异有统计学意义(P<0.05)。结论:MR-DTI能够显示脑胶质瘤与肿瘤附近白质纤维束之间的关系,其能够帮助神经外科医师制定合适的手术方案以更好的保护患者的神经功能。     

脑卒中后椎体束华勒变性的功能磁共振研究

目的应用扩散张量与磁共振波谱技术,对急性脑卒中患者进行分析,探讨其反映患者病情变化的价值.方法取一侧脑卒中患者26例,健康志愿者30例.在常规扫描后再进行DTI,MRS扫描,采用NIHSS和BI评分评价患者功能,并定期复查.分析患者梗死病灶、大脑脚ADC值、FA值及MRS的代谢产物数值变化.结果 1）病灶FA值低于正常值,与NIHSS呈正相关,与BI呈负相关.脑干FA值减小,提示神经纤维出现华勒变性;2）病灶NAA下降,低于正常侧,P〈0.01;病灶侧Cr,Cho较正常侧改变不明显,P〉0.05;大脑脚NAA 1个月后降低.结论对脑卒中患者进行DTI与MRS扫描,能较早反映患者病情严重程度,还能判断预后,并指导临床康复治疗.