预处理对脑血管分割深度学习系统的影响研究

目的探究有助于提高深度学习系统分割磁共振血管成像(MRA)脑血管能力的预处理方案。方法对393例健康受试者的MRA图像,制定不同的方案对图像数据进行预处理后,分别训练深度学习模型,比较不同预处理方案的结果。结果对MRA脑血管分割任务,偏置场校正+图像归一化预处理方案性能最优,交并比(IoU)和Dice相似系数(DSC)分别为0.796和0.882,仅图像归一化、直方图匹配+图像归一化、偏置场校正+直方图匹配+图像归一化预处理方案性能略次于最优方案。结论偏置场校正+图像归一化预处理组合方案可以提高脑血管分割任务的IoU和DSC。

基于多模态MRI的帕金森病及其亚型脑微结构异常模式研究及鉴别

目的基于3D T1加权和扩散张量成像(DTI)的磁共振成像(MRI)技术,探讨帕金森病(PD)及其以震颤为主(TD)型与姿势不稳和步态困难(PIGD)为主型患者的脑微结构异常改变。方法对64例PD患者(PD组),依据不同PD表型分为TD型亚组31例、PIGD型亚组26例、不确定表型组7例;同时选择年龄、性别相匹配的健康对照者39例为对照组。行MRI T1和DTI扫描,计算和比较全脑各区域的体积、皮质表面积与厚度、各向异性分数(FA)、平均扩散(MD)率、轴向扩散率(AD)及径向扩散率(RD)等参数,采用支持向量机(SVM)方法对PD和对照组、TD型亚组和PIGD型亚组进行分类。结果与对照组比较,PD组,TD型亚组和PIGD型亚组均存在多个微结构指标异常,且TD型亚组和PIGD型亚组异常模式不同。TD型亚组与PIGD型亚组比较,前部胼胝体体积减小,脑桥横束MD和AD、左侧丘脑的齿状核连接分区的RD等DTI参数升高(P<0.01)。结合T1和DTI进行PD组与对照组、TD型亚组与PIGD型亚组的SVM分类鉴别的准确率、敏感度和特异度分别为81.90%、93.85%、62.50%和89.09%、93.33%、84.00%。结论TD型与PIGD型的PD患者具有不同的脑微结构异常模式,基于多模态MRI可以对PD及其各表型进行有效鉴别。

基于磁共振指纹技术的脑组织参数定量检测及在脑疾病中的初步应用

磁共振指纹(MRF)技术是一种新的基于MRI的定量成像方法,使用伪随机采集方法,同时从不同组织获得具有唯一属性的"指纹",并使用模式识别进行后处理,得到感兴趣区的指定参数量化图。与传统MRI比较,MRF具有信噪比和效率更高能进行多参数定量测量等优势,可应用于大部分传统MRI的应用场合。文中对MRF技术在脑组织定量成像方面的研究进展作综述,对基于MRF的脑组织参数测量和MRF在脑疾病中的应用等方面进行归纳和总结。

基于MRI自动分割的下丘脑亚区体积的性别差异及在阿尔茨海默病/轻度认知损害中的变化研究

目的基于MRI自动分割的下丘脑及亚区,研究其体积的性别差异以及在阿尔茨海默病(AD)和轻度认知损害(MCI)患者中的变化。方法选取1089例正常年轻者(年轻组)、124例正常老年者(老年组)、130例MCI患者(MCI组)、122例AD患者(AD组)的MRI T1图像,自动分割并测量左右侧下丘脑及5个亚区的体积,并根据颅内总容积得到标准化体积后进行统计学分析。结果年轻组中,女性双侧下丘脑及亚区体积显著大于男性;老年组中的性别差异大体消失或逆转,即老年组女性下丘脑及大部分亚区体积显著小于男性或差异无显著性。与年轻组比较,老年组下丘脑及多数亚区体积显著减小。与正常老年人比较,AD和MCI患者下丘脑及多数亚区体积显著减小;且AD组部分亚区与MCI组比较,萎缩进一步加重。结论下丘脑及其亚区的体积在正常年轻人与老年人间存在不同的性别差异,且在AD和MCI中发生显著改变,为深入了解下丘脑分区结构及其与AD疾病进程的关联提供了新证据。

阿尔茨海默病及轻度认知损害转化患者的动态脑功能网络研究

目的基于静息态功能磁共振(rs-fMRI)技术,研究阿尔茨海默病(AD)患者及轻度认知损害(MCI)转化患者的动态脑功能网络及其与认知功能的关系。方法对AD组(27例)、MCI转化(MCI-C)组(25例)、MCI非转化(MCI-NC)组(45例)和健康对照组(41例)通过滑窗方法计算动态脑功能网络,计算比较4组被试者在不同脑网络状态的时间窗占比、平均停留时间及状态间切换次数,并与认知功能评分进行相关性分析。结果AD与MCI-C组在状态1(强模块化功能网络状态)占比及停留时间显著减少;状态2(整体弱连接网络状态)及状态3(中度正连接功能网络状态)的平均停留时间以及状态间切换次数与被试者认知功能评分显著相关。结论AD和MCI转化患者的脑动态功能网络配置出现异常,功能分离能力减弱,为AD进展过程的神经网络机制和MCI阶段转化预测研究提供了解释和基础。