磁共振和彌散張量成像

關(guān)于磁共振和彌散張量成像第1頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五2內(nèi)容1.靜息態(tài)功能磁共振（RS-fMRI)的原理及應(yīng)用。2.彌散張量成像（DTI)的原理及應(yīng)用。3.RS-fMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用。第2頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五3RS-fmri第3頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五4MRIVS.fMRIMRIstudies

brainanatomyfMRI

studiesbrainfunction第4頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五5廣義的功能磁共振成像彌散加權(quán)成像（DWI)灌注加權(quán)成像（PWI)磁共振波普成像（MRS)血氧飽和水平依賴成像（BOLD）第5頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五6狹義的功能磁共振成像特指血氧飽和水平依賴成像（bloodoxygenleveldependent，BOLD）靜息態(tài)（活動）和任務(wù)態(tài)（激活） ps：ASL-fMRI（腦血流變化）第6頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五7BOLD-fMRI的優(yōu)點(diǎn)無創(chuàng)傷，無示蹤劑無電離輻射性，無需暴露于放射活性物質(zhì)環(huán)境空間分辨率及時間分辨率高可將功能成像與解剖細(xì)節(jié)結(jié)合起來第7頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五8BOLD-fMRI的原理1.耗氧量增加—氧含量減少2.血流量增加—氧含量增加3.增加快于減少4.氧合/脫氧血紅蛋白比例加大第8頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五9BOLD-fMRI的原理血紅蛋白對磁場影響不同：脫氧血紅蛋白屬順磁物質(zhì)，引起加權(quán)像信號減低。氧合血紅蛋白是抗磁性物質(zhì)，可增加加權(quán)信號強(qiáng)度。當(dāng)氧合／脫氧血紅蛋白的比例增加時，或說脫氧血紅蛋白含量減少，其T2縮短效應(yīng)減弱，表現(xiàn)為延長。在加權(quán)像上表現(xiàn)為信號增強(qiáng)，故而神經(jīng)元活動區(qū)的加權(quán)像信號即高于非活動區(qū)。第9頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五10RS-fMRI應(yīng)用認(rèn)知科學(xué)神經(jīng)科學(xué)針灸藥物濫用臨床應(yīng)用等。第10頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五11RS-fMRI應(yīng)用數(shù)據(jù)處理分析方法：ReHo（RegionalHomogeneity）ALFF（AmplitudeofLowFrequencyFluctuation）FC（Functional

Connectivity）第11頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五12DTI第12頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五13磁共振彌散張量成像

（diffusiontensorimaging,DTI）實(shí)現(xiàn)活體觀察組織結(jié)構(gòu)的完整性和連通性利于白質(zhì)纖維束的損害程度及范圍的判斷顯示腦白質(zhì)內(nèi)神經(jīng)傳導(dǎo)束的走行方向，實(shí)現(xiàn)對人的中樞神經(jīng)纖維精細(xì)成像目前唯一可在活體顯示腦白質(zhì)纖維束的無創(chuàng)成像方法第13頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五14第14頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五15DTI的基本原理DTI是在DWI(Diffusionweightedimaging)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來在三維空間內(nèi)定時定量地分析組織內(nèi)水分子彌散特性各向同性（isotropy）各向異性(anisotropy)第15頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五16DTI的基本原理

第16頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五17DTI的基本原理各向同性各向異性第17頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五18DTI的基本原理至少在6個不同非共線方向上施加敏感梯度采集一幅具有同樣參數(shù)而未施加敏感梯度的圖像差異而得到6幅表觀彌散系數(shù)圖（ADC）得到一個六元一次方程組，利用這些圖可以求得每個體素的有效彌散張量D第18頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五19DTI的基本原理在梯度場強(qiáng)下水分子的彌散存在會導(dǎo)致磁矩改變，而細(xì)胞外水分子運(yùn)動對信號的改變起主導(dǎo)作用DTI利用彌散張量場中的各向異性擴(kuò)散的方向信息來追蹤神經(jīng)通路的走行，從而得到腦白質(zhì)中神經(jīng)纖維和功能束的走行方向和立體形態(tài)第19頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五20DTI研究定量研究—常用指標(biāo)包括：ADC、MD、FA、RA、VR纖維束追蹤技術(shù)—用于顯示腦白質(zhì)中神經(jīng)系統(tǒng)纖維和功能束的走行方向和立體形態(tài)第20頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五21DTI的定量研究ADC--平均彌散系數(shù)MD--平均彌散率FA--部分各向異性RA--相對各向異性VR--容積比第21頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五22纖維束追蹤技術(shù)利用最大本征向量λ1對應(yīng)纖維束傳導(dǎo)方向?qū)⒋竽X中神經(jīng)纖維束軌跡描出來，實(shí)現(xiàn)活體查看和研究中樞以及周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)通路的連接和連續(xù)性方法：從一個設(shè)置的種子位置開始追蹤，直至遇到體素的FA值小于0.2第22頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五23纖維束追蹤技術(shù)第23頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五24RS-fMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用

第24頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五25RS-fMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用觀察腦功能皮層及與之相連的皮層下傳導(dǎo)通路的關(guān)系研究腦結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系第25頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五26RS-fMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用A：增強(qiáng)MRI顯示右額后緊貼中央前同腦膜瘤。B：fMRI和DTI圖像融合，紅色為雙側(cè)手運(yùn)動區(qū)，彩棕色為雙側(cè)皮質(zhì)脊髓束，黃色為腦膜瘤。c—F：3D增強(qiáng)MRl、fMRI和DTI圖像融合，右側(cè)運(yùn)動區(qū)與病變相鄰，功能區(qū)受壓后移，右側(cè)皮質(zhì)脊髓柬受病變壓迫外側(cè)移位第26頁，共28頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)11分，星期五27SoftwareDiVa--diffusionimagingvisualizationandanalys