【摘要】：磁共振功能成像能夠提供與結(jié)構(gòu)成像互補(bǔ)的組織功能信息,在疾病的診斷、治療效果評估及神經(jīng)和精神相關(guān)科學(xué)研究中都具有非常重要的價(jià)值。在本文中,我們研究了兩種基于血流和平面回波成像技術(shù)的快速功能磁共振成像:動態(tài)磁敏感對比增強(qiáng)磁共振成像(DSC-MRI)和靜息態(tài)功能磁共振(RS-fMRI),并對這兩種功能磁共振成像數(shù)據(jù)分析中的T1效應(yīng)污染、信度及參數(shù)計(jì)算新方法進(jìn)行了研究。DSC-MRI是臨床上常用的一種磁共振功能成像技術(shù),最近有研究表明從DSC-MRI中可以提取滲透性生物標(biāo)志參數(shù)相對再循環(huán)(rR)。但在血腦屏障受到破壞時(shí),滲透到組織間隙中的造影劑產(chǎn)生的Ti效應(yīng)不可忽略,使得采集到的DSC-MRI信號升高,目前,T1效應(yīng)對rR的影響及針對這種影響的校正尚未研究過。本文中,我們仿真了不同成像條件下T1效應(yīng)對rR的影響,并提出了一種基于藥代動力學(xué)模型的T1效應(yīng)校正方法。利用該校正方法,所獲得的rR被調(diào)整到與已知血管生理相符的水平。RS-fMRI被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)心理學(xué)和臨床研究,由于對比度噪聲比低且被試間差異大,數(shù)據(jù)分析方法的信度對于RS-fMRI來說尤其重要。另一方面,隨著整合不同中心間數(shù)據(jù)以進(jìn)行更綜合完整的研究的需求越來越強(qiáng)烈,機(jī)器內(nèi)和機(jī)器間的信度對某個(gè)模型或參數(shù)來說越來越重要。基于主成分分析的尺度子輪廓模型(SSM-PCA)是最早且廣泛應(yīng)用于正電子發(fā)射斷層成像(PET)數(shù)據(jù)分析的多變量統(tǒng)計(jì)方法之一。最近,SSM-PCA被用于分析正常被試和帕金森患者的RS-fMRI參數(shù)低頻振幅(ALFF),找到帕金森疾病的相關(guān)模式并成功地區(qū)分開正常被試和帕金森患者。目前,SSM-PCA在RS-fMRI中的機(jī)器內(nèi)和機(jī)器間信度還沒有系統(tǒng)地研究過。在文中,我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SSM-PCA在分析睜眼和閉眼的ALFF數(shù)據(jù)時(shí)具有較好的機(jī)器內(nèi)和機(jī)器間信度,機(jī)器內(nèi)的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)為0.49,而機(jī)器間的ICC值在0.65～0.66。表明SSM-PCA可進(jìn)一步應(yīng)用于臨床研究。此外,SSM-PCA和傳統(tǒng)的單變量T檢驗(yàn)是神經(jīng)影像研究中兩種互補(bǔ)的統(tǒng)計(jì)方法。ALFF是一個(gè)從RS-fMRI數(shù)據(jù)中提取并被廣泛使用的體素水平參數(shù),其通常從T2*加權(quán)的RS-fMRI信號計(jì)算獲得,受到R2*的波動、回波時(shí)間、自旋質(zhì)子密度和平均R2*的影響。多回波fMRI(ME-fMRI)在一個(gè)TR內(nèi)采集多幅不同TE時(shí)刻的T2*加權(quán)圖像,通過對多個(gè)TE時(shí)刻的信號進(jìn)行單指數(shù)衰減擬合可獲取體素水平的定量參數(shù)R2*的時(shí)間變化曲線。為了使ALFF在研究中具有更好的可靠性和可比性,本文基于ME-fMRI提出了一種依據(jù)R2*定量信號變化的ALFF計(jì)算新方法(ALFF-R2*)。睜眼和閉眼的ME-fMRI數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)的ALFF,ALFF-R2*檢測的差異腦區(qū)特異性更高,可進(jìn)一步應(yīng)用于精神、神經(jīng)和臨床研究。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R445.2
【圖文】：

平面回波成像（ＥＰＩ）是最快的ＭＲＩ序列之一，于１９７７由ＭＲＩ的鼻祖之一逡逑Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ發(fā)明４３。在現(xiàn)有的梯度和射頻硬件條件下，ＥＰＩ可在幾十毫秒甚至更短逡逑的時(shí)間內(nèi)采集一幅二維（ｔｗｏｄｉｍｅｎｓｉｏｎ，２Ｄ）的圖像（圖２．１）。這種超快的成像速逡逑度在開發(fā)一些具有挑戰(zhàn)性的ＭＲ應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，如灌注成像、神經(jīng)功能逡逑成像、擴(kuò)散成像、心臟成像、動態(tài)成像和實(shí)時(shí)成像等。逡逑ＥＰＩ序列與傳統(tǒng)序列（如自旋回波和梯度回波）的區(qū)別主要在于讀出和相位逡逑編碼梯度施加的方式。ＥＰＩ序列通過施加一系列的雙向讀出梯度產(chǎn)生一串梯度回逡逑波，同時(shí)施加的相位編碼梯度使得每一個(gè)梯度回波的空間編碼不同，從而在自由逡逑感應(yīng)衰減（ｆｒｅｅ－ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｄｅｃａｙ，ＦＩＤ）或者射頻自旋回波的信號包絡(luò)曲線下采集獲逡逑得多條Ｋ空間填充線。不同于通過射頻產(chǎn)生自旋回波鏈的弛豫增強(qiáng)快速采集技術(shù)，逡逑ＥＰ１使用梯度回波鏈，所以可以更快的采集完一幅圖像。逡逑雖然ＥＰＩ序列既可用于２Ｄ也可用于３Ｄ圖像采集，但目前ＥＰＩ大多數(shù)的應(yīng)逡逑用仍然是基于２Ｄ采集方式，使用方向互相垂直的讀出、相位編碼和層選梯度。逡逑最近隨著并行成像技術(shù)的發(fā)展

的數(shù)據(jù)采集時(shí)間為２邋ｘ邋Ｔ２＇邋ｘ邋ｉｎ２邋＾４２ｍｓ。通常在帶寬為±６４ｋＨｚ時(shí)采集一條Ｋ空逡逑間數(shù)據(jù)點(diǎn)（如２５６個(gè)數(shù)據(jù)）只需２ｍｓ。因此，若像普通ＧＲＥ序列只采集一個(gè)回波逡逑數(shù)據(jù)（圖２．２Ｂ），則浪費(fèi)大部分的信號。逡逑？＿ＦＩＤ逡逑Ａ邐＇＾邐＾ｅｘｐＣ－ｔ／Ｔｚ）逡逑㈧邋ＲＦ邋＾逡逑Ｖ逡逑Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ邋ＧＲＥ邐Ｒ逡逑一邋Ｇｐｌｉａｓｅ邋邐ｒ￣＼邐逡逑（Ｂ）

浙江大學(xué)博士學(xué)位論文邐第２章基于血流和ＥＰＩ的磁共振功能成像技術(shù)概述逡逑２．１．２．２邋ＳＥ－ＥＰＩ逡逑如圖２．３所示，ＳＥ－Ｅ：ＰＩ包含兩個(gè)選擇層面的射頻脈沖：９０°和１８０°脈沖。逡逑１８０°的射頻脈沖可以對９０°射頻激發(fā)后形成的信號的散相相位進(jìn)行重聚，使得逡逑采集到的梯度回波信號衰減呈現(xiàn)Ｇ和７Ｖ混合的衰減。通過調(diào)節(jié)自旋回波時(shí)間ＴＥｈ逡逑與之間的關(guān)系，可以調(diào)節(jié)采集圖象Ｇ和Ｔ２加權(quán)的比重。例如，當(dāng)７Ｔｓｇ邋＝邋７Ｔｅｆ／，逡逑序列對偏共振效應(yīng)不敏感，圖象主要為ｒ２加權(quán)，從而可幾乎不受磁敏感變化和磁逡逑場不均勻引起的圖象偽影（圖２．４）。當(dāng)７Ｔｅ／／偏離７ＴＳＥ較多時(shí)，序列對偏共振效應(yīng)逡逑敏感，圖象主要為Ｇ加權(quán)，但由于仍然存在加權(quán)，圖象的磁敏感和磁場不均勻逡逑引起的圖象偽影會減少。逡逑

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