基于磁共振结构像的局灶性皮质发育不良的影像学研究

发布时间：2017-03-26 22:05

  本文关键词：基于磁共振结构像的局灶性皮质发育不良的影像学研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：局灶性皮质发育不良(Focal Cortical Dysplasia, FCD)是临床中导致儿童癫痫以及药物难治性癫痫的主要诱因。对于各类型FCD的诊断和术前定位,MRI的检测灵敏度仍有不足,对于病理分级的参考作用也十分有限。几乎所有FCD的病灶都会出现灰质与白质交界的模糊,但已有研究对这一特征的研究相对较少。此外,弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging, DTI)作为一种对组织微环境改变十分敏感的成像技术,其参数对于FCD的灵敏度尚不明确。本文采集了T1WI、DTI等不同类型的MRI影像数据,分别对FCD病灶中的灰白质分界模糊特征以及弥散参数的改变进行了研究。首先,针对FCD病灶在T1WI图像上的特点,利用隐Markov随机场模型和EM算法来实现脑组织的概率式分割,并去除偏场效应;在此基础上,根据电磁场模型计算T1WI图像中灰白质模糊的程度,并与传统的图像梯度方法做了对比：然后,针对DTI图像的磁敏感伪影,通过涡流校正来较小相应的图像畸变;并采用BBR代价函数来保证DTI图像的配准精度：最后,将两种类型图像数据结合,利用T1 W1分割结果对FCD病灶和对侧区域内的8个DTI弥散参数进行了计算和统计分析,发现并确认了病灶的多个弥散参数存在着统计显著改变。这些结果显示,即使在排除了组织类型差异带来的影响,DTI弥散参数对于FCD Ⅱ型皮下白质出现FLAIR异常的病灶较为敏感。这些弥散参数有望作为FCD临床诊断和分级的参考指标。
【关键词】：局灶性皮质发育不良 磁共振成像 T1加权成像 弥散张量成像 图像特征提取 皮层下白质异常
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R741
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 引言10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 基于T1 WI图像特征的研究现状11-13
• 1.2.2 基于DWI图像特征的研究现状13-14
• 1.3 本文研究内容及章节安排14-16
• 第2章 磁共振成像原理及序列16-28
• 2.1 磁共振成像的物理基础16-19
• 2.1.1 核磁共振的条件16
• 2.1.2 磁化强度矢量与弛豫16-18
• 2.1.3 磁共振信号的空间定位18-19
• 2.2 磁共振加权成像原理19-21
• 2.3 平面回波成像技术21-23
• 2.3.1 成像原理与分类21-23
• 2.3.2 常见伪影23
• 2.4 弥散加权成像原理23-27
• 2.4.1 序列及定量描述23-26
• 2.4.2 弥散张量模型26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 磁共振数据采集与预处理28-42
• 3.1 实验序列及参数设置28
• 3.2 基于FLAIR图像的病灶标记28-29
• 3.3 脑组织提取29-31
• 3.3.1 原理和方法29-30
• 3.3.2 实验结果30-31
• 3.4 对DWI图像的磁敏感伪影校正31-32
• 3.5 个体内的图像配准过程32-41
• 3.5.1 仿射变换与配准原理33-35
• 3.5.2 图像配准的代价函数选择35-36
• 3.5.3 图像配准算法的问题及优化36-37
• 3.5.4 头动校正的方法37
• 3.5.5 基于组织边界的配准算法37-39
• 3.5.6 利用BBR算法配准DWI图像39-40
• 3.5.7 实验流程与结果40-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第4章 基于T1 WI的灰白质模糊的特征计算42-54
• 4.1 偏场校正与组织分割42-49
• 4.1.1 HMRF理论42-44
• 4.1.2 HMRF-EM算法框架44-46
• 4.1.3 偏场校正与灰白质分割46-47
• 4.1.4 实验结果47-49
• 4.2 基于解析等电势场的分界模糊估计49-51
• 4.2.1 边界条件与Laplace方程求解49-50
• 4.2.2 灰白质分界模糊程度的计算50-51
• 4.3 实验结果与对比51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 基于DTI图像的病灶参数测量54-64
• 5.1 弥散张量的拟合54-56
• 5.2 弥散参数的计算及物理意义56-57
• 5.3 病灶与对侧的统计分析方法57-59
• 5.4 结果与讨论59-62
• 5.4.1 直接测量的统计结果59-60
• 5.4.2 基于T1 W1分割的测量统计结果60
• 5.4.3 病理学意义分析60-61
• 5.4.4 局限和不足61-62
• 5.4.5 研究结论62
• 5.5 本章小结62-64
• 第6章 总结与展望64-66
• 6.1 本文工作总结64
• 6.2 工作展望64-66
• 参考文献66-72
• 致谢72-74
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果74

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本文编号：269417