【摘要】：彌散張量成像(Diffusion Tensor Imaging，DTI)技術是近年來發(fā)展起來的基于磁共振技術(Magnetic Resonance Imaging，MRI)的一項新技術。它可以從微觀領域評價組織結構的連通性和完整性，它是目前顯示纖維束走行的唯一無創(chuàng)性方法。彌散張量成像技術已廣泛地應用于人腦、心臟、脊椎等各部位的掃描。但是對DTI數據的定量分析和三維纖維束重建仍是目前研究的重點和難點問題。本文對如何定量描述頸髓纖維的紊亂程度和纖維束追蹤進行初步的探索和研究。論文的主要內容如下： （1）通過分析用于頸髓DTI數據定量分析的特征參數，基于描述白質纖維混亂程度的信息熵的概念，應用針對主特征向量的方向熵的算法來定量地測量頸髓纖維的混亂度。并在此基礎上應用最小二乘法估計和線性回歸分析的方法，估計多節(jié)段壓縮頸椎病中的主要的致病階段。 （2）針對基于流線型連續(xù)纖維追蹤算法在纖維交叉或融合的區(qū)域，纖維走向不明顯的問題，本文提出一種回溯的算法。該算法能夠很好的描述纖維走向，避免了在各向異性程度低的區(qū)域，纖維走行的不確定性問題，并且對于噪音有較好的魯棒性。采用指定感興趣區(qū)域的追蹤的纖維密度和纖維長度這兩個參數來定量分析改進算法的追蹤效果。 （3）本文分別將關于方向熵及其相關的估計和纖維跟蹤算法應用到脊髓型頸椎病的多節(jié)段壓縮診斷主要致病節(jié)段的診斷和纖維追蹤的三維重建過程中。在本文的研究中，引入基于主特征向量的方向熵定量分析頸髓及頸髓病后微觀結構的變化。一般情況下，由于脊髓纖維束的定向均勻性，這種方法應用在脊髓中比在大腦中更容易檢測出方向的變化。將方向熵作為測量纖維方向紊亂程度的一種方法，便于測量單節(jié)段壓縮的特征。此外多節(jié)段壓縮在臨床中也非常多見，且臨床上尚沒有一種明確的判斷致病節(jié)段和各節(jié)段壓縮程度的方法。這一方法的提出對于臨床診斷以及如何針對手術減壓以減少患者術后并發(fā)癥都將是一種挑戰(zhàn)。本論文研究結果顯示DTI技術在多節(jié)段脊髓型頸椎病估計主要致病部位上有明顯優(yōu)勢。關于改進的纖維追蹤算法，通過比較纖維追蹤的密度和纖維長度兩個參數定量分析比較，充分證明了改進算法具有較高的準確性。
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哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-9-性和各向異性如圖2-1所示：（a）彌散的各向同性 （b） 彌散的各向異性圖2-1彌散的各向同性和各向異性在生物組織結構中，水分子的彌散過程被量化為彌散系數（DiffusionCoefficient，D），在觀測時間 t 內，， σ = 2D t （其中σ表示觀測時間內平均彌散距離）。 D越大，水分子的彌散距離就越遠。彌散具有很強的方向依賴性，例如垂直于微結構走行方向上的彌散最弱，D值最��；沿其走行方向彌散最強，D 值最大。D直接反映組織的彌散特性

圖 2-2 Stejskal-Tanner 序列示意圖2.1.3 DTI 成像原理彌散張量成像技術是在彌散加權（DWI）的基礎上發(fā)展起來的，屬于功能成像的一種。要更加全面表現出每個體素內水分子的彌散過程，水分子的彌散
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R445.2;R681.55;TP391.41

【參考文獻】

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本文編號：2679439