大腦生理物理特性參數(shù)的快速定量磁共振成像方法研究.pdf

1、大腦磁共振定量參數(shù)如彌散系數(shù)、各向異性分?jǐn)?shù)、縱向弛豫時(shí)間T1、橫向弛豫時(shí)間T2以及質(zhì)子密度等能反映組織的生理物理特性，被證明是一種敏感的診斷疾?。ㄈ绨d癇、多發(fā)性硬化、癌癥等）的生物標(biāo)記。然而由于常規(guī)磁共振定量成像方法掃描時(shí)間過長，這些方法很少用于臨床應(yīng)用中。空間分辨率和成像速度在定量成像中是一對矛盾的需求，盡管在最近研究中取得了一些進(jìn)展，全腦快速魯棒的高分辨率定量成像仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。本論文針對大腦定量成像中掃描時(shí)間長、分辨率低等問題，提

2、出了一系列改進(jìn)方法并將其初步應(yīng)用于臨床中，主要完成了以下四個(gè)研究工作。
　　本文研究一提出了一種3D磁共振指紋成像(MRF)采集和滑動窗和GRAPPA混合重建技術(shù)，在臨床可接受的時(shí)間范圍內(nèi)獲得全腦高分辨率T1、T2和質(zhì)子密度圖譜。人體成像結(jié)果顯示在7.5分鐘的掃描時(shí)間內(nèi)這一技術(shù)可以獲得全腦1×1×1mm3分辨率的定量T1、T2和質(zhì)子密度圖譜，為快速獲得反映組織生物物理特性的定量圖譜奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
　　在研究一的技術(shù)基礎(chǔ)上，

3、本文研究二初步將MRF技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際臨床驗(yàn)證中。研究二運(yùn)用MRF定量研究了顳葉內(nèi)側(cè)癲癇患者的海馬硬化病灶的微小改變，并比較了MRF方法和常規(guī)基于T1和T2加權(quán)圖像的目測診斷法在診斷海馬硬化病灶的敏感性和特異性。僅用2.5分鐘掃描時(shí)間，MRF掃描可以發(fā)現(xiàn)顳葉內(nèi)側(cè)癲癇患者的可疑海馬硬化病灶，并獲得比目測法結(jié)果更高的診斷符合率。我們認(rèn)為MRF有潛力在多參數(shù)定量成像和癲癇的臨床診斷中發(fā)揮作用。
　　除了研究T1、T2和質(zhì)子密度圖譜，本文還

4、研究了基于高分辨率擴(kuò)散定量圖譜的快速成像技術(shù)。本文研究三提出了結(jié)合并行成像和低秩約束的魯棒重建方法(LR-SENSE)，加速高分辨率多次激發(fā)擴(kuò)散螺旋成像。在相同加速倍速下，LR-SENSE方法重建的多方向擴(kuò)散加權(quán)成像和擴(kuò)散定量圖譜具有最小的歸一化均方根誤差。這一技術(shù)能夠加速高分辨率擴(kuò)散成像，在較短時(shí)間內(nèi)獲得具有更小噪聲和誤差的擴(kuò)散加權(quán)成像和定量的各向異性分?jǐn)?shù)圖譜。
　　本文研究四提出了在高分辨率擴(kuò)散成像中采用虛擬線圈采集和重建架構(gòu)

5、加速單次激發(fā)平面回波成像(SS-EPI)和廣義層面抖動分辨率增強(qiáng)(gSlider)成像。本文提出的基于相位匹配的虛擬線圈重建技術(shù)顯著提高了SS-EPI和gSlider的圖像重建質(zhì)量，相比于常規(guī)重建方法降低了g-factor，減少了重建的偽影。這一技術(shù)可以在8-9倍加速下獲得高質(zhì)量低噪聲的擴(kuò)散成像，對臨床應(yīng)用和神經(jīng)科學(xué)研究帶來幫助。
　　綜上所述，本論文圍繞大腦生理物理參數(shù)的快速定量成像技術(shù)展開研究，針對擴(kuò)散成像和弛豫時(shí)間成像目前存