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正常老年人和阿尔茨海默病人脑白质改变的磁共振扩散张量成像研究

发布时间:2020-06-01 17:24
【摘要】: 本课题应用磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)对正常老年人(old normal,ON)和阿尔茨海默(Alzheimer’s disease, AD)病人脑白质变化进行了研究。主要研究内容和研究结果包括:(一)探讨并优化DTI的图像采集技术,其中主要研究了不同数目扩散梯度(NDGD)以及不同扩散敏感因子b值对脑白质定量测量的影响。结果显示,在感兴趣区(ROI)水平,所有序列的扩散系数D和各向异性分数FA没有统计学区别,然而,扩散张量本征值却不同。在体素水平,多数部位21-与31-NDGD序列的相关系数较高。随着b值增高,SNR降低;在一定的b值范围,ADC及其值标准差有不同的变化。(二)探讨并建立了数据采集后离机进行的图像预处理、DTI参数计算、脑白质分析比较方法。包括采用磁场图像方法矫正磁敏感伪影、采用配准方法矫正涡流伪影和运动伪影。应用实验室自行开发的软件计算DTI定量测量参数,并生成相应图像。自行开发软件建立了ROI测量分析脑白质的方法。(三)选择38例健康者作为研究对象,在不同的ROI定量比较ON(18例)和正常中青年人(young normal,YN,20例)脑白质结构的五个DTI参数,研究了ON脑白质变化的规律。又通过对DTI测量结果与年龄的简单相关性研究,探讨脑白质变化的年龄效应。另外,将脑组织体积指标作为控制因素研究DTI参数与年龄的偏相关性效应。结果发现,与YN相比,ON的D、λ_1、λ_2和λ_3在所有ROI都有提高,然而,FA仅在胼胝体膝部(CCA)和胼胝体中部(CCM)显示有统计学意义的降低。相关性研究表明,D、λ_1、λ_2和λ_3在大部分脑白质区与年龄正相关,FA在CCA和CCM与年龄负相关。在考虑了脑萎缩影响之后,脑白质的变化仍有很强的年龄效应。(四)14例早期AD病人和18例ON作为研究对象,在不同ROI测量并比较AD病人和ON脑白质结构的五个DTI参数,研究了早期AD病人脑白质改变的情况。又通过对DTI测量结果与8个标准神经心理检测评分的相关性研究,探讨AD脑白质微观结构改变与认知功能损伤之间的关系。结果发现与ON组相比,AD病人显示在胼胝体压部(CCP)和后顶-颞叶皮层下白质(S2)FA降低、CCP的D提高、CCM的λ_1提高、CCP的λ_3提高。另外,在8个神经心理行为测试中,AD病人的评分均低于ON组。相关性研究结果显示AD病人CCP、S2、脑后部扣带和上纵束的FA与多个神经心理测试评分正相关,而在较分散的多个部位D、λ_1、λ_2和λ_3与多个神经心理测试评分负相关。在AD早期阶段,其神经病理变化不仅影响在功能上,还影响在白质结构上。
【图文】:

序列,自旋回波,扩散梯度,梯度脉冲


0为未加扩散敏感梯度的信号强度。b为扩散敏感因子,D为扩散系数。图2-2 扩散加权的自旋回波成像序列RF为射频脉冲,GR、GS、GP分别为读出频率方向、层面选择方向和相位编码方向的梯度脉冲2.2.1.2 DWI 扫描技术参数在DWI的扫描参数中扩散敏感因子b值是最重要的(见公式2-1)。梯度脉冲的持续时间及强度决定分子的扩散效应,b值就是与扩散梯度脉冲的强度、时间和间隔有关的参数,b值代表对扩散运动表现的敏感程度,是对扩散运动能力检测的指标,具有较大b值的序列具有较强的扩散加权性。b值与施加的扩散敏感梯度场强、持续时间和间隔有关,b值表达式为:bγδG(Δδ/3)222= =(2-2)γ为质子的磁旋比,G是扩散梯度强度

矢状面,三色投影,胼胝体,纤维方向


a bc d图2-4 胼胝体FT图像,a:横断面投影,b:冠状面投影,c:矢状面投影,d:矢状面三色投影标定纤维方向2.3 脑组织构成及脑白质结构神经系统代表控制人体组织器官之间相互作用的通信网络,由脑、脊髓和与它们相连的、分布全身的周围神经组成。神经系统的主要功能是接受体内、外各种刺激,,引起各种反应,在机体内起主导作用。神经系统可分为中枢部和周围部。中枢部亦称为中枢神经系统(central nervous system,CNS),包括脑和脊髓。脑具有较高的认知功能
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R445.2;R749.1

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