小动物高分辨扩散磁共振成像数据分析方法

扩散磁共振成像(dMRI)是一种非侵入性的、能提供生物体内水分子扩散运动相关信息的成像技术,可用于检测神经纤维微观结构的变化.dMRI的出现为大脑结构与功能研究提供了全新的检测手段.过去的20年中,dMRI在实验方法和临床应用上均取得了重大进展.然而dMRI应用在基于动物模型的临床前脑成像研究中却并不常见.本文针对dMRI在临床前脑成像研究中的应用,建立了系列针对小动物高分辨dMRI数据的分析方法:a.构建了大鼠高分辨dMRI图像模板;b.实现了适用于小动物研究的基于体素的统计分析(VBA)方法与基于纤维束的空间统计分析(TBSS)方法;c.实现了小动物脑白质纤维束的确定性与概率性跟踪.这些方法的实现不仅能为小动物脑dMRI研究提供统一的图像模板与完善的计算方法,还将大大促进dMRI技术在小动物脑成像研究中的应用.

脊髓型多发性硬化脑灰质弥散张量成像研究

目的运用DTI直方图分析,研究脊髓型多发性硬化(SMS)患者是否存在脑灰质异常及脑灰质DTI指标与临床评分的相关性。方法对25例SMS患者和35例正常志愿者行常规MRI和DTI检查,分割提取脑灰质后,研究SMS患者脑灰质平均弥散率(MD)和分数各向异性(FA)直方图的异常变化。结果OSMS患者脑灰质体积明显小于正常志愿者(P<0.001)。OSMS患者脑灰质MD和FA直方图指标与正常志愿者间存在显著差异(P<0.01)。在OSMS患者,所有脑灰质DTI直方图指标与扩展残疾状态评分(EDSS)均无相关性,但锥体束和感觉系统(PSS)评分与脑灰质平均MD(r=0.54,P=0.005)和MD直方图峰高(r=-0.41,P=0.04)中度相关。结论OSMS患者脑灰质存在明显萎缩和弥散异常,这可能与继发于脊髓病变的逆行性脑灰质神经元变性有关。

临床孤立综合征和复发缓解型多发性硬化MR弥散张量成像的对比研究

目的探讨MS最早期阶段即CIS是否已存在可被DTI发现的异常改变及其严重程度,揭示其可能反映的病理改变,与临床状态的关系,从而更加深入认识CIS与MS的关系。方法选择19例CIS患者、19例临床确诊的RRMS患者和19例性别、年龄与之匹配的健康志愿者为研究对象。用1.5T超导型磁共振扫描仪采集数据,包括常规T1WI、T2WI、DTI,经后处理得到:T2WI上病灶的体积、平均弥散率及各向异性分数,全脑(WB)、表现正常脑组织(NABT)的平均弥散率、各向异性分数直方图,其中提取出下列指标:平均值、直方图峰高和峰位置。应用社会统计软件包(SPSS11.5)对以上观察内容进行统计学分析。结果CIS与RRMS患者病灶体积、平均弥散率、平均各向异性分数均无显著性差异。WB及NABT平均弥散率正常对照组、CIS组、RRMS组依次增高,平均各向异性分数正常,对照组、CIS组、RRMS组依次减低,且均有显著性差异(P<0.05),NABT平均弥散率图峰高正常对照组、CIS组、RRMS组依次降低,平均各向异性分数图峰位置正常,对照组、CIS组、RRMS组依次左移,且均有显著性差异(P<0.05)。CIS患者各项DTI指标与扩展残疾状态量表评分均无显著性相关。RRMS患者病灶平均分数各向异性(r=-0.566,P=0.012)、WB的平均弥散率(r=0.497,P=0.030)、NABT的平均弥散率(r=0.692,P=0.001)与EDSS评分存在显著性相关关系。结论本研究表明DTI可以敏感的显示CIS及MS全脑病变,作为MS最早期表现的CIS患者全脑包括病灶、NABT均已发生了病理改变,但其病灶与MS比较无显著性差异,而NABT的严重程度较MS轻微。

糖尿病脑病的磁共振研究

糖尿病是由胰岛素分泌不足(T1DM)或胰岛素抵抗(T2DM)而引发的慢性代谢疾病,严重影响人们的生活质量.中枢神经系统是糖尿病并发症的易感部位.临床研究和流行病学调查结果显示,糖尿病会引发脑白质损伤、脑萎缩和认知功能障碍,并会增加脑卒中的风险.磁共振成像和活体磁共振波谱可提供大脑解剖结构、功能及代谢等多方面的信息.近年来,随着人们对糖尿病脑病关注度的不断增加和认识的不断加深,磁共振成像和活体波谱开始并越来越多地被应用于该疾病的研究.该文综述磁共振成像与活体波谱技术在糖尿病脑病研究中的应用及最新进展.

复发好转型多发性硬化磁化传递成像研究

目的利用磁化传递率(MTR)直方图分析,研究复发好转型多发性硬化(RRMS)脑异常改变及MTR直方图指标与扩展残疾状态(EDSS)评分的相关性。方法对29例RRMS患者和35例正常志愿者行T2WI和磁化传递成像检查,计算出每个体素的MTR值后,绘制出全脑MTR直方图并对其进行分析。结果RRMS患者的全脑MTR直方图明显左移,峰高降低。RRMS患者的全脑平均MTR[(29.45±1.83)%]明显低于正常志愿者[(30.37±1.37)%](P=0.025),MTR直方图峰位置[(32.51±2.02)%]也明显低于正常志愿者[(33.51±1.39)%](P=0.022)。在RRMS患者,全脑MTR直方图峰高与EDSS评分中度相关(r=-0.411,P=0.027)。结论脑MTR直方图分析可显示RRMS患者脑异常改变,脑MTR直方图峰高可用于监测该病的临床进展。

静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究

静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究近年来取得了迅猛发展.通过对fMRI信号低频涨落成分的同步性分析,可以得到大脑静息态任意脑区的功能连接和多套网络系统,其中"默认网络"的发现可能为人脑固有网络的研究提供新的思路.而静息态网络与解剖连接之间可能存在的对应,以及在神经精神疾病患者脑中性质和连接的异常改变,使其具有重要的研究和临床应用价值.该文总结了静息状态功能磁共振成像的主要研究成果,对静息状态脑功能网络的发现和发展、研究方法、各网络及其特点以及在临床方面的应用进行简单的介绍和分析.

基于逼近阶的向量小波预滤波方法

预滤波是向量小波变换的关键问题 ,为此就一类具有一定逼近阶的预滤波方法作了详细的讨论 ,并给出了具体的设计方法 .实验表明 ,这种预滤波方法简单、易行 。

基于SA4向量小波的图像去噪

本文介绍了向量小波变换的一般理论与SA4向量小波的性质,并比较了向量小波变换和标量小波变换之间的异同,并指出,预滤波是向量小波变换的必要环节。并把SA4向量小波用于图像去噪。实验结果表明:SA4向量小波去噪效果不仅优于标量小波,而且还略优于CL向量小波。

视神经脊髓炎皮质脊髓束与胼胝体的DTI研究

目的利用扩散张量成像(DTI)研究视神经脊髓炎(NMO)患者脑白质纤维束扩散异常的发生机制。方法对19例脑MRI正常的NMO患者及19例性别和年龄匹配的正常志愿者进行DTI检查。重建出皮质脊髓束(CST)和胼胝体,并测量其平均扩散率(MD)、分数各向异性(FA)、最大本征值(λ1)和横向本征值(λ2-3)。然后,分析大脑脚、内囊和侧脑室水平CST感兴趣区(ROI)的扩散指标的异常变化。结果与正常志愿者比较,NMO患者CST的MD(P<0.001)和λ2-3(P=0.002)明显增加,而胼胝体的MD、FA、λ1和λ2-3均无显著变化(P>0.05)。在NMO患者,沿着CST的ROI分析显示在大脑脚和内囊水平CST的MD和λ2-3明显增高,FA轻度降低,而λ1无显著变化。在侧脑室水平CST的所有扩散指标均无显著变化。结论NMO患者脑白质纤维束表现为局部受累模式。继发于脊髓病灶的逆行性变性可能是NMO患者CST扩散异常的原因。

MRI及DTI直方图分析对皮质下血管性认知功能障碍的评价作用

目的:利用常规MRI和扩散张量成像(DTI)直方图分析,明确血管性认知损害(VCI)患者的脑部病变严重程度评分、DTI直方图指标与简易智能量表(MMSE)间的关系。方法:对19例VCI患者、24例中风后无认知功能障碍患者(Stroke组)行常规MRI和DTI检查,各组之间性别、年龄和受教育程度相匹配。计算T2WI可见病变体积、脑白质内高信号病灶的评分(General WMH评分),而全脑各向异性分数(FA)和平均扩散率(MD)图像分析。结果:VCI患者的FA和ADC直方图与Stroke组不同,VCI患者平均全脑平均FA值降低,FA峰高增高。VCI组平均General WMH评分、平均FA值、FA峰高和FA峰位置与MMSE评分相关。结论:VCI患者皮质下白质病变的严重程度与认知功能损害程度有关,全脑DTI直方图分析较常规MRI具有更好的客观性和可重复性,某些指标可用于评价疾病的严重程度。

无痴呆的血管性认知损害全脑DTI直方图分析

目的:利用磁共振扩散张量成像(DTI)直方图分析,明确无痴呆的血管性认知损害(VCIND)患者的脑异常改变及DTI直方图指标与简易智能量表(MMSE)的相关性。方法:对13例VCIND患者和13例健康志愿者行常规MRI和DTI检查,获得全脑平均扩散率(MD)和各向异性分数(FA)图像后,分别绘制出全脑MD和FA直方图并对其进行分析。结果:与正常对照组比较,VCIND患者平均全脑FA直方图示峰位置左移,平均FA值降低(P=0.002),峰高增高(P=0.034),MD直方图明显右移、平均MD值增高(P=0.014),峰高降低(P=0.002),峰位置右移(P=0.004)。各项指标与MMSE评分均无显著相关性。结论:VCIND患者存在脑扩散异常,全脑DTI直方图分析有助于本病的诊断。

复发好转型多发性硬化表现正常脑白质的MTR研究

目的利用磁化传递率(MTR)直方图分析,明确复发好转型多发性硬化(RRMS)患者表现正常脑白质(NAWM)是否存在异常。资料与方法对29例RRMS患者和35名正常志愿者行T2WI和磁化传递成像检查,分割提取NAMW后,研究RRMS患者NAWM的MTR直方图的异常变化。结果与正常志愿者比较,RRMS患者NAWM的MTR直方图明显左移且峰高降低。RRMS患者NAWM的MTR直方图峰高(22.28±1.68)‰明显低于正常志愿者(23.52±2.12)‰(P=0.013),MTR直方图峰位置(34.30±1.80)%也明显低于正常志愿者(35.13±1.14)%(P=0.028)。在RRMS患者,NAWM的MTR直方图指标与扩展残疾状态(expandeddisabilitystatusscale,EDSS)评分均无相关性。结论MTR直方图分析可以显示常规MRI无法显示的RRMS患者NAWM的异常改变。

复发好转型多发性硬化的全脑DTI直方图分析

目的利用扩散张量成像(DTI)直方图分析,明确复发好转型多发性硬化(RRMS)患者的脑异常改变及DTI直方图指标与扩展残疾状态评分(EDSS)的相关性。资料与方法对29例RRMS患者和35名正常志愿者行常规MRI和DTI检查,获得全脑平均扩散率(MD)和分数各向异性(FA)图像后,分别计算出全脑MD和FA直方图并对其进行分析。结果与正常志愿者比较,RRMS患者平均全脑MD直方图右移、峰高降低;平均全脑FA直方图左移、峰高增高。RRMS患者全脑MD和FA直方图指标与正常志愿者相比,均存在显著性差异(P<0.001)。在RRMS患者,全脑平均MD(r=0.413,P=0.026),MD直方图峰高(r=-0.424,P=0.022)和FA直方图峰位置(r=-0.594,P=0.001)与EDSS评分具有相关性。结论RRMS患者存在明显脑扩散异常,部分DTI直方图指标可用于监测疾病进展。

复发好转型多发性硬化表现正常脑白质DTI研究

目的:利用扩散张量成像(DTI)直方图分析,明确复发好转型多发性硬化(RRMS)患者表现正常脑白质(NAWM)的异常改变及DTI直方图指标与扩展残疾状态(EDSS)评分的相关性。方法:对29例RRMS患者和35例健康志愿者行常规MRI和DTI检查,分割提取NAWM后,绘制出NAWM的平均扩散率(MD)和部分各向异性(FA)直方图,并对其进行分析。结果:与健康志愿者比较,RRMS患者NAWM平均MD直方图右移、峰高降低;平均FA直方图左移、峰高增高。RRMS患者NAWM的平均MD、MD直方图峰位置和FA直方图峰高明显高于健康志愿者(P<0.001),而MD直方图峰高和平均FA明显低于健康志愿者(P<0.001)。在RRMS患者,所有NAWM的MD和FA直方图指标与EDSS评分均无相关性。结论:RRMS患者NAWM内存在明显扩散异常。

皮质下血管性痴呆的全脑DTI直方图分析——初步探索

目的探讨全脑DTI直方图分析对皮质下缺血性痴呆(SVD)患者的诊断价值。方法对10例SVD患者和14例健康志愿者行常规MRI和扩散张量成像(DTI)检查,获得全脑平均扩散率(MD)和各向异性分数(FA)图像后,分别绘制出全脑MD和FA直方图并对其进行分析。结果与正常对照比较,SVD患者平均全脑MD直方图明显右移、峰高降低,其平均MD、MD直方图峰位置明显增高,而MD直方图峰高明显降低(全脑平均MD,P=0.023;峰高,P=0.001;峰位置,P=0.046)。在SVD患者,全脑平均MD(r=-0.671,P=0.034)、MD直方图峰位置(r=-0.878,P=0.001)与简易智能状态检查(MMSE)评分具有显著相关性。结论SVD患者的弥散与正常对照组明显不同,MD直方图分析可作为评价疾病严重性的指标。

血管性认知功能损害患者基于体素的全脑分数各向异性比较

目的利用扩散张量成像研究血管性认知功能损害(VCI)患者基于体素的全脑范围内白质异常。方法对19名血管性认知功能障碍患者和19名正常老年人进行扩散张量成像扫描,经过后处理生成分数各向异性(FA)图,在SPM2下进行头颅标准化后,对VCI组和对照组的全脑FA图进行基于体素的统计学t检验。结果对照组和VCI组的额叶白质、外囊、扣带、颞叶白质、顶叶白质、岛叶的FA值差异具有显著性意义,而且大多以左侧为主。结论基于体素的全脑白质FA比较能够发现VCI患者中大脑特定部位白质的异常,从而更加客观、全面地评价VCI患者的脑部改变。

基于数学理解性学习的定理教学研究——关于“平面向量基本定理”的教学及思考

定理教学是高中数学教学的重要内容,《普通高中数学课程标准(实验)》指出,教学要努力揭示数学定理的发展过程和本质,通过典型例子的分析和学生自主探索活动,使学生理解定理产生的背景和逐步形成的过程,体会蕴涵在其中的思想,追寻数学发展的历史足迹.然而实际教学中。

一种构造CDF型双正交小波的方法

利用提升格式 ,构造了 CDF型 [1]的双正交小波 ,并探讨了提升算子 S的选择规律 ,最后给出构造实例 .结果表明 :这种构造方法比传统的构造方法简单、易行 ,而且选择不同的提升算子S,可以得到不同性质的双正交小波 。

扩散张量成像观察重度吸烟者脑白质微观结构完整性

目的采用基于示踪空间统计分析的扩散张量成像(TBSS-DTI)观察重度吸烟者(HS)脑白质微观结构的完整性。方法根据中文版尼古丁依赖量表(FTND)筛选34名HS(HS组)和年龄、性别及教育水平匹配的非吸烟志愿者(NS)34名(NS组),行TBSS-DTI采集,测量异常脑白质区扩散参数,包括轴向扩散系数(Da),径向扩散系数(Dr),平均扩散系数(MD)及FA,应用多元回归分析扩散参数与HS吸烟相关参数的相关性。结果与NS组比较,HS组胼胝体左前部(包括胼胝体膝部和嘴体部)FA值降低。FA值降低脑区Da显著降低、Dr显著升高(P均<0.05)。胼胝体左前部Dr和MD与烟龄呈正相关(Dr:r=0.356,P=0.049;MD:r=0.405,P=0.024)。结论 HS胼胝体左前部白质微观结构完整性异常,并与烟龄相关,提示重度尼古丁依赖导致脑白质进行性退行性变。

中国食蟹猴脑磁共振图像模板的构建

目的建立中国食蟹猴脑结构T1图像模板,分析其脑灰质、白质及脑脊液组织概率分布图。方法 16只健康中国食蟹猴3.0TMRI脑的高分辨3D矢状位T1WI采集,使用模糊C均值聚类(fuzzy c-meass clusteriag Algorithm,FCM)法对每例图像进行组织分割、插值、空间标准化及图像平滑,建立脑白质、灰质、脑脊液组织概率图和个体脑模板。对所得图像进行配准及平均后,再经过VBM流程分析测试获得食蟹猴MRI图像模板。结果建立了正常中国食蟹猴脑结构3D模板,并获得了食蟹猴脑白质、灰质、脑脊液三种组织的概率图,清晰地显示了全脑T1加权对比结构。结论建立MRI图像模板和组织概率图为中国食蟹猴脑结构VBM分析和fMRI定位提供了重要的基础和便利。