DTI三维重建和MRS多体素重建在阿尔茨海默病中的应用

发布时间：2017-09-19 15:42

  本文关键词：DTI三维重建和MRS多体素重建在阿尔茨海默病中的应用

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【摘要】：阿尔茨海默症(AD)是老年入最常患的痴呆类疾病,但到目前为止还没有有效的治疗方法,因此AD的早期诊断非常重要。轻度认知障碍(MCI)被认为是正常老化与AD的中间状态,MCI患者有很大可能发展为AD。本文研究磁共振波谱(MRS)技术和弥散张量成像(DTI)技术在AD和MCI中的应用。MRS是一种无创的神经影像学技术,可用于多种神经变性疾病的活体脑组织代谢物浓度的定性及定量测定。运用多体素MRS技术观察海马组织代谢物浓度变化情况是AD和MCI鉴别诊断的重要工具。已有研究表明,与正常老年人相比,AD和MCI患者海马区N-乙酰天门冬氨酸(NAA)和肌酸复合物(Cr)的比值降低,肌醇(mI)和Cr的比值、mI和NAA的比值升高。本文研究基于海马多体素MRS技术的AD和MCI的自动识别方法。采集32例AD病人、30例MCI病人和42例正常老年人的海马区多体素磁共振波谱数据,提取NAA/Cr\mI/Cr\ml/NAA的值作为输入特征创建支持向量机(support vector machine,SVM)自动分类模型,对数据集样本所属类别进行预测并给出分类准确性等评价指标。创建的SVM多分类模型能够对AD患者、MCI患者和正常老年人三类人群的海马多体素磁共振波谱数据进行分类识别,分类准确率达到86.54%。因此,海马磁共振波谱对AD和MCI的早期诊断具有重要意义,基于磁共振波谱的SVM分类模型的分类结果能够为AD和MCI的早期诊断提供辅助信息。研究表明AD病人和MCI患者除脑灰质萎缩外,其脑白质纤维束也存在不同程度的损伤和变性。DTI是目前唯一可在活体显示人脑白质纤维束的无创性探测手段。DTI利用组织中水分子的弥散特性来反映髓鞘紧密度和完整性等纤维束特性,各向异性分数(FA)和平均弥散率(MD)是DTI中评价脑白质完整性的重要参数之一。本文通过对25例AD患者、29例MCI患者和34例正常对照老年人(NC)使用Achieva3.0T TX磁共振进行DTI扫描,进行基于纤维束空间统计(TBSS)分析、基于纤维束模板的DTI参数分析和基于自动纤维量化(AFQ)方法的纤维参数分析。TBSS分析发现,与NC组比较,MCI组和AD组的纤维束FA值降低,其中AD组FA值降低区域更广泛。基于纤维束模板分析结果发现,与NC组相比,AD病人有多组纤维束的平均FA值降低、平均MD值升高；MCI患者平均FA值降低、平均MD值升高的纤维束分布比AD病人小。AFQ分析方法发现,AD病人和MCI患者的白质损伤并不广泛分布于整条纤维束上,而是分布在纤维束的特定区段上；与NC组相比,AD病人的白质损伤区域比MCI患者更广泛。基于DTI的AD和MCI研究表明AD病人和MCI患者脑内多发白质纤维束损害,FA值和MD值改变可能反映认知障碍严重程度,FA值、MD值差异对AD的早期诊断具有价值。
【关键词】：阿尔茨海默症 轻度认知障碍 磁共振波谱 弥散张量成像
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R749.16
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 缩略语10-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.3 论文研究内容及意义14-15
• 1.4 论文组织结构15-16
• 第二章 磁共振波谱和弥散张量成像原理16-28
• 2.1 磁共振物理学原理16-17
• 2.2 磁共振波谱物理学原理17-19
• 2.3 磁共振波谱的数据采集技术19-21
• 2.3.1 单体素磁共振波谱序列19-20
• 2.3.2 多体素磁共振波谱序列20-21
• 2.4 扩散张量成像原理21-27
• 2.4.1 扩散加权成像22-23
• 2.4.2 扩散张量成像23-25
• 2.4.3 扩散张量模型25-26
• 2.4.4 扩散张量成像参数及意义26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 基于多体素磁共振波谱的阿尔茨海默病研究28-44
• 3.1 磁共振波谱的量化、配准和可视化28-36
• 3.1.1 文件解析28-31
• 3.1.2 磁共振波谱的量化31-33
• 3.1.3 磁共振波谱的空间配准33-34
• 3.1.4 多体素磁共振波谱的可视化34-36
• 3.2 基于海马多体素磁共振波谱的阿尔茨海默病自动识别方法36-42
• 3.2.1 材料与方法36-39
• 3.2.2 结果39-41
• 3.2.3 讨论41-42
• 3.3 本章小结42-44
• 第四章 基于扩散张量成像的阿尔茨海默病研究44-60
• 4.1 扩散张量成像数据预处理44-47
• 4.2 基于TBSS方法的阿尔茨海默病研究47-50
• 4.2.1 材料与方法47-48
• 4.2.2 结果48-50
• 4.3 基于纤维束模板的阿尔茨海默病研究50-54
• 4.3.1 材料与方法50-52
• 4.3.2 结果52-54
• 4.4 基于AFQ方法的阿尔茨海默病研究54-58
• 4.4.1 材料与方法54-56
• 4.4.2 结果56-58
• 4.5 讨论58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 全文工作总结60
• 5.2 未来工作展望60-62
• 致谢62-64
• 参考文献64-68
• 作者简介68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李亚迪;董海波;谢国民;冯晓源;何慧瑾;;基于纤维束空间统计分析多参数DTI在遗忘型轻度认知障碍的应用[J];放射学实践;2012年06期

2 孟京志;皇丽丽;郭李炜;丁新生;陈允杰;洪汛宁;;阿尔茨海默病患者联络纤维的DTI诊断价值[J];临床放射学杂志;2012年02期

3 洪梅;张祥;;年龄相关性视辐射功能减退的磁共振DTI各向异性研究[J];中国医药指南;2010年02期

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本文编号：882492