磁共振DTI彌散張量成像

1 RS FMRI和DTI的原理及應(yīng)用 2 內(nèi)容 1 靜息態(tài)功能磁共振 RS fMRI 的原理及應(yīng)用 2 彌散張量成像 DTI 的原理及應(yīng)用 3 RS fMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用 3 RS fmri 4 MRIVS FMRI MRIstudiesbrainanatomy fMRIstudiesbrainfunction 5 廣義的功能磁共振成像 彌散加權(quán)成像 DWI 灌注加權(quán)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(tài) 活動(dòng) 和任務(wù)態(tài) 激活 ps ASL fMRI 腦血流變化 7 BOLD FMRI的優(yōu)點(diǎn) 無創(chuàng)傷 無示蹤劑無電離輻射性 無需暴露于放射活性物質(zhì)環(huán)境空間分辨率及時(shí)間分辨率高可將功能成像與解剖細(xì)節(jié)結(jié)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(duì)磁場(chǎng)影響不同 脫氧血紅蛋白屬順磁物質(zhì) 引起加權(quán)像信號(hào)減低 氧合血紅蛋白是抗磁性物質(zhì) 可增加加權(quán)信號(hào)強(qiáng)度 當(dāng)氧合 脫氧血紅蛋白的比例增加時(shí) 或說脫氧血紅蛋白含量減少 其T2縮短效應(yīng)減弱 表現(xiàn)為延長(zhǎng) 在加權(quán)像上表現(xiàn)為信號(hào)增強(qiáng) 故而神經(jīng)元活動(dòng)區(qū)的加權(quán)像信號(hào)即高于非活動(dòng)區(qū) 10 RS FMRI應(yīng)用 認(rèn)知科學(xué)神經(jīng)科學(xué)針灸藥物濫用臨床應(yīng)用等 11 RS FMRI應(yīng)用 數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)活體觀察組織結(jié)構(gòu)的完整性和連通性利于白質(zhì)纖維束的損害程度及范圍的判斷顯示腦白質(zhì)內(nèi)神經(jīng)傳導(dǎo)束的走行方向 實(shí)現(xiàn)對(duì)人的中樞神經(jīng)纖維精細(xì)成像目前唯一可在活體顯示腦白質(zhì)纖維束的無創(chuàng)成像方法 14 15 DTI的基本原理 DTI是在DWI Diffusionweightedimaging 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來在三維空間內(nèi)定時(shí)定量地分析組織內(nèi)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(gè)不同非共線方向上施加敏感梯度采集一幅具有同樣參數(shù)而未施加敏感梯度的圖像差異而得到6幅表觀彌散系數(shù)圖 ADC 得到一個(gè)六元一次方程組 利用這些圖可以求得每個(gè)體素的有效彌散張量D 19 DTI的基本原理 在梯度場(chǎng)強(qiáng)下水分子的彌散存在會(huì)導(dǎo)致磁矩改變 而細(xì)胞外水分子運(yùn)動(dòng)對(duì)信號(hào)的改變起主導(dǎo)作用DTI利用彌散張量場(chǎng)中的各向異性擴(kuò)散的方向信息來追蹤神經(jīng)通路的走行 從而得到腦白質(zhì)中神經(jīng)纖維和功能束的走行方向和立體形態(tài) 20 DTI研究 定量研究 常用指標(biāo)包括 ADC MD FA RA VR纖維束追蹤技術(shù) 用于顯示腦白質(zhì)中神經(jīng)系統(tǒng)纖維和功能束的走行方向和立體形態(tài) 21 DTI的定量研究 ADC 平均彌散系數(shù)MD 平均彌散率FA 部分各向異性RA 相對(duì)各向異性VR 容積比 22 纖維束追蹤技術(shù) 利用最大本征向量 1對(duì)應(yīng)纖維束傳導(dǎo)方向?qū)⒋竽X中神經(jīng)纖維束軌跡描出來 實(shí)現(xiàn)活體查看和研究中樞以及周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)通路的連接和連續(xù)性方法 從一個(gè)設(shè)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(shù) 24 RS FMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用 25 RS FMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用 觀察腦功能皮層及與之相連的皮層下傳導(dǎo)通路的關(guān)系研究腦結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系 26 RS FMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用 A 增強(qiáng)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(cè)手運(yùn)動(dòng)區(qū) 彩棕色為雙側(cè)皮質(zhì)脊髓束 黃色為腦膜瘤 c F 3D增強(qiáng)MRl fMRI和DTI圖像融合 右側(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)與病變相鄰 功能區(qū)受壓后移 右側(cè)皮質(zhì)脊髓柬受病變壓迫外側(cè)移位 27 SOFTWARE DiVa diffus