1 RS FMRI和DTI的原理及應用 2 內容 1 靜息態功能磁共振 RS fMRI 的原理及應用 2 彌散張量成像 DTI 的原理及應用 3 RS fMRI和DTI聯合應用 3 RS fmri 4 MRIVS FMRI MRIstudiesbrainanatomy fMRIstudiesbrainfunction 5 廣義的功能磁共振成像 彌散加權成像 DWI 灌注加權成像 PWI 磁共振波普成像 MRS 血氧飽和水平依賴成像 BOLD 6 狹義的功能磁共振成像 特指血氧飽和水平依賴成像 bloodoxygenleveldependent BOLD 靜息態 活動 和任務態 激活 ps ASL fMRI 腦血流變化 7 BOLD FMRI的優點 無創傷 無示蹤劑無電離輻射性 無需暴露于放射活性物質環境空間分辨率及時間分辨率高可將功能成像與解剖細節結合起來 8 BOLD FMRI的原理 1 耗氧量增加 氧含量減少2 血流量增加 氧含量增加3 增加快于減少4 氧合 脫氧血紅蛋白比例加大 9 BOLD FMRI的原理 血紅蛋白對磁場影響不同 脫氧血紅蛋白屬順磁物質 引起加權像信號減低 氧合血紅蛋白是抗磁性物質 可增加加權信號強度 當氧合 脫氧血紅蛋白的比例增加時 或說脫氧血紅蛋白含量減少 其T2縮短效應減弱 表現為延長 在加權像上表現為信號增強 故而神經元活動區的加權像信號即高于非活動區 10 RS FMRI應用 認知科學神經科學針灸藥物濫用臨床應用等 11 RS FMRI應用 數據處理分析方法 ReHo RegionalHomogeneity ALFF AmplitudeofLowFrequencyFluctuation FC FunctionalConnectivity 12 DTI 13 磁共振彌散張量成像 DIFFUSIONTENSORIMAGING DTI 實現活體觀察組織結構的完整性和連通性利于白質纖維束的損害程度及范圍的判斷顯示腦白質內神經傳導束的走行方向 實現對人的中樞神經纖維精細成像目前唯一可在活體顯示腦白質纖維束的無創成像方法 14 15 DTI的基本原理 DTI是在DWI Diffusionweightedimaging 技術基礎上發展起來在三維空間內定時定量地分析組織內水分子彌散特性各向同性 isotropy 各向異性 anisotropy 16 DTI的基本原理 17 DTI的基本原理 各向同性 各向異性 18 DTI的基本原理 至少在6個不同非共線方向上施加敏感梯度采集一幅具有同樣參數而未施加敏感梯度的圖像差異而得到6幅表觀彌散系數圖 ADC 得到一個六元一次方程組 利用這些圖可以求得每個體素的有效彌散張量D 19 DTI的基本原理 在梯度場強下水分子的彌散存在會導致磁矩改變 而細胞外水分子運動對信號的改變起主導作用DTI利用彌散張量場中的各向異性擴散的方向信息來追蹤神經通路的走行 從而得到腦白質中神經纖維和功能束的走行方向和立體形態 20 DTI研究 定量研究 常用指標包括 ADC MD FA RA VR纖維束追蹤技術 用于顯示腦白質中神經系統纖維和功能束的走行方向和立體形態 21 DTI的定量研究 ADC 平均彌散系數MD 平均彌散率FA 部分各向異性RA 相對各向異性VR 容積比 22 纖維束追蹤技術 利用最大本征向量 1對應纖維束傳導方向將大腦中神經纖維束軌跡描出來 實現活體查看和研究中樞以及周圍神經系統的神經通路的連接和連續性方法 從一個設置的種子位置開始追蹤 直至遇到體素的FA值小于0 2 23 纖維束追蹤技術 24 RS FMRI和DTI聯合應用 25 RS FMRI和DTI聯合應用 觀察腦功能皮層及與之相連的皮層下傳導通路的關系研究腦結構和功能的關系 26 RS FMRI和DTI聯合應用 A 增強MRI顯示右額后緊貼中央前同腦膜瘤 B fMRI和DTI圖像融合 紅色為雙側手運動區 彩棕色為雙側皮質脊髓束 黃色為腦膜瘤 c F 3D增強MRl fMRI和DTI圖像融合 右側運動區與病變相鄰 功能區受壓后移 右側皮質脊髓柬受病變壓迫外側移位 27 SOFTWARE DiVa diffus