磁共振DTI弥散张量成像

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各向同性
各向异性
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DTI的基本原理
• 至少在6个不同非共线方向上施加敏感梯度 • 采集一幅具有同样参数而未施加敏感梯度的图像 • 差异而得到6幅表观弥散系数图(ADC) • 得到一个六元一次方程组,利用这些图可以求得每个
体素的有效弥散张量D
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DTI的基本原理
• 在梯度场强下水分子的弥散存在会导致磁矩改变,而
ps:ASL-fMRI(脑血流变化)
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6
BOLD-FMRI的优点
• 无创伤,无示踪剂
• 无电离辐射性,无需暴露于放射活性物质环境
• 空间分辨率及时间分辨率高
• 可将功能成像与解剖细节结合起来
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BOLD-FMRI的原理
1.耗氧量增加—氧 含量减少
2.血流量增加—氧 含量增加
3.增加快于减少
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DTI的定量研究
ADC--平均弥散系数
MD--平均弥散率
FA--部分各向异性
RA--相对各向异性
VR--容积比
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纤维束追踪技术
• 利用最大本征向量λ1对应纤维束传导方向将大脑中
神经纤维束轨迹描出来,实现活体查看和研究中枢以 及周围神经系统的神经通路的连接和连续性
• 方法:从一个设置的种子位置开始追踪,直至遇到体
RS-FMRI和DTI的原理及应 用
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1
内容
1.静息态功能磁共振(RS-fMRI)的原理及应用。
2.弥散张量成像(DTI)的原理及应用。
3. RS-fMRI和DTI联合应用。
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2
RS-fmri
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3
MRI VS. FMRI
MRI studies brain anatomy
fMRI studies brain function
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DTI的基本原理
DTI是在DWI(Diffusion weighted imaging)技术基
础上发展起来
在三维空间内定时定量地分析组织内水分子弥散特

各向同性(isotropy) 各向异性 (anisotropy)
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DTI的基本原理

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16
DTI的基本原理
4.氧合/脱氧血红
蛋白比例加大
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BOLD-FMRI的原理
• 血红蛋白对磁场影响不同:脱氧血红蛋白属顺磁
物质,引起加权像信号减低。氧合血红蛋白是抗
磁性物质,可增加加权信号强度。
• 当氧合/脱氧血红蛋白的比例增加时,或说脱氧
血红蛋白含量减少,其T2缩短效应减弱,表现为
延长。在加权像上表现为信号增强, 故而神经 元活动区的加权像信号即高于非活动区。
素的FA值小于0.2
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纤维束追踪技术
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百度文库
RS-FMRI和DTI联合应用

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RS-FMRI和DTI联合应用
• 观察脑功能皮层及与之相连的皮层下传导通路的关系 • 研究脑结构和功能的关系
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RS-FMRI和DTI联合应用
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A:增强MRI显示右额后紧贴中央前同脑膜瘤。B:fMRI和DTI图像融 合,红色为双侧手运动区,彩棕色为双侧皮质脊髓束,黄色为脑膜 瘤。c—F:3D增强MRl、fMRI和DTI图像融合,右侧运动区与病变相 邻,功能区受压后移,右侧皮质脊髓柬受病变压迫外侧移位 26
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11
DTI
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磁共振弥散张量成像
(DIFFUSION TENSOR IMAGING, DTI)
• 实现活体观察组织结构的完整性和连通性
• 利于白质纤维束的损害程度及范围的判断
• 显示脑白质内神经传导束的走行方向,实现对人的中枢
神经纤维精细成像
• 目前唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创成像方法
细胞外水分子运动对信号的改变起主导作用
• DTI利用弥散张量场中的各向异性扩散的方向信息来
追踪神经通路的走行,从而得到脑白质中神经纤维和 功能束的走行方向和立体形态
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DTI研究
• 定量研究—常用指标包括:ADC、MD、FA、RA、VR
• 纤维束追踪技术—用于显示脑白质中神经系统纤维和
功能束的走行方向和立体形态
SOFTWARE
• DiVa--diffusion imaging visualization and
analysis toolbox for matlab
• 3D-DOCTOR--三维重建
• VOLUME-ONE--fMRI和DTI融合
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谢谢!
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4
广义的功能磁共振成像
弥散加权成像(DWI)
灌注加权成像(PWI)
磁共振波普成像(MRS)
血氧饱和水平依赖成像(BOLD)
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5
狭义的功能磁共振成像
特指血氧饱和水平依赖成像( blood oxygen level dependent ,BOLD) 静息态(活动)和任务态(激活)
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9
RS-FMRI应用
认知科学
神经科学
针灸
药物滥用
临床应用等。
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10
RS-FMRI应用
• 数据处理分析方法:
• ReHo(Regional Homogeneity )
• ALFF(Amplitude of Low Frequency Fluctuation )
• FC(Functional Connectivity)
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