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fMRIfMRI 和和 DTIDTI 的原理及应用的原理及应用
简介简介
内 容
1. 功能磁共振( fMRI) 的原理及应用。
2. 弥散张量成像( DTI) 的原理及应用
。
3. 不足及展望。
fMRI
MRI VS. fMRI
MRI studies brain anatomy. fMRI studies brain function
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 )
狭义的功能磁共振成像
特指血氧水平依赖成像( blood
oxygen level dependent, 简
称 BOLD)
血氧水平依赖成
像由 Ogawa 等于
1990 年首先提出以
来,该技术已成为神
经科学家探测、认识
活动脑内定位的有效
方法之一。
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
• 空间分辨率高 (2~3mm 内 ) 及时间分辨率
高( 1s 以内,快速成像时间为
30~100ms )
• 可将功能成像与解剖细节结合起来,具有
比 PET 、 SPECT 检测脑功能更多的优势
 
BOLD-fMRI 的原理 ( 1)
• 当局部脑皮质在经特定的任务刺激(如感
觉、运动、神经心理测试等)后,局部耗
氧量增加,同时局部脑血流量增加比耗氧
量增加更明显。前者使血液内氧含量降低
,后者使氧含量增加,二者的综合效应是
局部血液氧含量增加 , 也就是氧合/脱氧血
红蛋白的比例增加。
BOLD-fMRI 的原理 (2)
• 这两种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 ( PT2PRE)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。
BOLD-fMRI 的原理 (3)
• 总之,根据这两种血
红蛋白的磁场性质的
不同采用成像的方法
来确定局部脑组织血
流的改变,继而反映
神经电活动的方法就
称为血氧水平依赖
( BOLD )性测量成
像。
1. 外界刺激使局部脑组织兴奋
2. 能量需求增加— ATP
3. 血管扩张
4. 含氧血红蛋白增加
5. 组织的无氧代谢减少氧耗量,增加含氧血红蛋白的含量
脑组织的代谢及血管反应
Capillary
含氧血红蛋白 去氧血红蛋白
Blood Oxygen Level Dependent
BOLD 的运作及结果的计算、分析
1. 实验设计—刺激模式
2. 统计分析—相关系
数
2 8 18 28 38 48 58 68 78 88 98 108 118
BOLD 的运动刺激模式
fMRI 效 果 图
fMRI 研究及应用举例
• fMRI 应用领域涉及到脑科学研究的许多领
域:如认知科学、神经科学、针灸、药物
滥用、 fMRI 数据分析与临床应用等。
• 现就对 fMRI 在神经外科中的应用举例。
1.BOLD-fMRI 有效性的评估
• krings 等对 50 例中央区肿瘤患者
运动功能 fMRI 结果与 PET 、经颅
磁刺激( TMS) 、直接皮质电刺激
( DECS )结果的相差距离进行
比较。
结果:
• 26 例接受 PET 检查,其中 18 例 < 1cm, 7
例 <2cm,1 例 > 2cm.
• 10 例接受 TMS 检查,其中 7 例 <1cm,3 例
<2cm.
• 49 例接受 DECS 检查,其中 31 例
<1cm,14 例 <2cm,4 例 >2cm
可见大部分患者的 fMRI 结果与 PET 、 TMS 、 DECS 结果的相差距离小于 1cm
• Agata 等对 33 例脑肿瘤病人分别行 fMRI
和皮层电刺激检查,结果 98% 的 fMRI 对
运动感觉皮层的地位和皮质电刺激的结果
一致,表明 fMRI 可以准确的显示肿瘤与功
能区的关系。
• Roberts 等人对 17 例脑肿瘤病人进行研究
,证实 90% 以上 fMRI 结果与术中体感诱
发电位和皮层电刺激结果一致,表明 fMRI
可显示肿瘤与功能区的关系,并可为手术
计划的制定提供依据。
2.fMRI 在神外中的应用举例
• 黄穗乔等对 48 例位于中央沟附近的脑肿瘤患者
接受常规和功能磁共振检查,其中转移瘤 10 例,
胶质瘤 11 例,脑膜瘤 6 例,动静脉畸形 2 例,
蛛网膜囊肿 2 例。功能成像方法采用在手静止和
开合运动中,行快速梯度平面回波连续成像。
结果
• 除 2 例患者头运动较明显外,其余患者都显示了
手运动功能皮层活化兴奋区,并测得了功能皮层
区与肿瘤的最短距离。
• 功能皮层活化区表现出 3 种不同类型,包括:病
灶内或边缘散在的活化小斑点;功能皮层活化区
受挤压、移位;功能皮层活化区形态、位置正常
。
左顶叶脑膜瘤功能磁共振成像
右额顶蛛网膜囊肿的功能磁共
振成像
讨论
• 肿瘤是否可切除,取决于肿瘤与功能区的关系: 1. 当功
能区与肿瘤的最短距离超过 2cm 时,手术一般不会导致
运动障碍, 2. 当距离在 1-2cm 之间时,有 33% 的患者
会出现术后运动障碍, 3. 当距离在 1cm 之内时,有 50%
的患者会出现术后不同程度的运动障碍。
• 在本研究中,得出了运动皮层兴奋出现的三种形式,第一
种表示功能区被肿瘤不同程度破坏,残存功能区与肿瘤组
织密不可分,要想完全切除肿瘤而不损害功能很难,第二
种,功能区在距肿瘤 2cm 范围内 , 手术中需注意肿瘤切
除范围 , 避免功能区损伤 , 第三种 , 功能区距肿瘤 2cm 以
上 , 手术对功能区的影响较小。
• 张磊等利用功能磁共振成像技术显示顽固性癫痫患者
脑内致痫灶周围重要功能脑区的位置,避免手术损伤及术
后功能障碍。
• 方法:对 4 例顽固性癫痫患者于手术前分别进行了运
动、语言及视觉的磁共振脑功能成像扫描。
• 结果: 4 例患者经不同刺激任务的功能成像扫描及数
据处理后,均成功地显示了各自相应的运动、语言、视觉
功能活动区的范围及程度,为致痫灶与其周围不同脑功能
区的关系提供了直观、准确的信息。
女性, 21 岁。左侧额、顶叶交界处
局限性脑萎缩,局部脑沟轻度增宽。
由于左侧额、顶叶萎缩可能致左侧
中央前回初级运动区功能重组而发
生代偿性的激活范围及强度增加
图中的运动、视觉功能区激活为左
侧病灶手术可切除范围提供了直观
的依据。
女性, 22 岁。左侧顶叶内局限性
脑软化灶形成。 3 , 4 分别为左
手及右手精细运动脑内激活图,
可见对侧半球初级运动区为主的
激活。左侧顶叶内软化灶与初级
运动区的关系显示清晰。
女性, 23 岁。外伤后左侧额叶内脑
软化。,因患者脑内病灶位于额上
回,以观察运动前区及辅助运动区
激活为主。 4 为语言任务刺激时左
侧颞叶语言区激活,在病灶周围无
语言激活区。可提示本例手术范围
限
制在病灶的额上回内将不会引起运
动及语言功能障碍。
男性, 14 岁。右侧海马硬化。
1 , 2 , 3 , 4 均为脑内语言
任务激活区。。 3 , 4 为左侧
颞叶及海马区激活情况。右侧
海马未见激活。本例为左侧语
言优势半球,可提示右侧海马
切除不会影响语言功能
• 上述 4 例患者均根据术前脑内重要
功能区的定位结果进行了病灶切除
术,术中顺利,术后均未发生神经
功能障碍的并发症。
• 脑的运动、语言、视觉功能区分布于脑内不同部
位,由于病变的产生及发展,正常的脑功能区可
以发生功能重组 (plasticity) 。即引起固有功能区
的位置、大小发生改变,因此,术前功能区重新
确定对于接受手术治疗的患者是必要的。
• 我们认为 fMRI 检查不仅可对不同部位致痫灶周围
的脑区进行相应的功能定位与评价,同时还可以
明确语言优势半球及相应侧别的海马功能,可取
代目前所用的 IAT (颈动脉内异戊巴比妥测试)
为神经外科手术方式的制定提供帮助,也可作为
一个脑内病灶切除能否产生脑功能缺矢,提供一
个极好的指导意义。
磁共振弥散张量成像磁共振弥散张量成像
(( diffusion tensor imaging, DTIdiffusion tensor imaging, DTI ))
• 实现活体观察组织结构的完整性和连通
性,利于对各种疾病的引起的白质纤维
束的损害程度及范围的判断。
• 可用于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。是目前唯一可在活体显示脑白质纤
维束的无创成像方法。
DTI 成像的基本原理
DTIDTI 的基本原理的基本原理
• 均质介质中水分子的运动是无序随机运动
,即向各个方向运动的几率是相同,即具
有各向同性( isotropy )
• 在人体组织中,水分子的运动由于受到组在人体组织中,水分子的运动由于受到组
织细胞结构的影响,在各个方向弥散程度织细胞结构的影响,在各个方向弥散程度
是不同的,具有方向依赖性,即具有是不同的,具有方向依赖性,即具有各向各向
异性异性 (anisotropy)(anisotropy)
两个概念
要描述水分子的空间弥散情况 ,引入
了张量的概念,脑白质中每一个体素
的各向异性扩散过程就可以用张量 D
表示 。需要用一个二维矩阵表示 :
均质介质中可以水分
子的自由运动为各向同性
,即在各个方向上的弥散
强度大小一致,弥散张量
D 描述为球形,沿磁共振
的三个主坐标的特征值为
λ1=λ2=λ3
在脑白质中由于髓鞘的阻在脑白质中由于髓鞘的阻
挡,水分子的弥散被限制在挡,水分子的弥散被限制在
与纤维走行一致的方向上,与纤维走行一致的方向上,
具有较高的各向异性,此时具有较高的各向异性,此时
弥散张量可表示为椭球形,弥散张量可表示为椭球形,
其特征值其特征值 λ1>λ2>λ3λ1>λ2>λ3 ,最大特,最大特
征值对应的方向与经过该体征值对应的方向与经过该体
素的纤维束走行平行素的纤维束走行平行
二阶张量具有对称性,
Dxy = Dyx
Dxz=Dzx
Dyz=Dzy
因此只要计算 6 个变量
方法:至少在 6 个不同非共线方向上施加敏感梯度,另外再
采集一幅具有同样参数而未施加敏感梯度的图像。从弥散加
权像和非弥散加权像的信号强度衰减差异中可以得到 6 幅表
观弥散系数图( ADC ),得到一个六元一次方程组,最后利
用这些图可以求得每个体素的有效弥散张量 D
理论上 6 次就可以,但是由于噪声的存在
,方向越多,三维空间分布越均匀则数据越准
确,目前最多可以在 128 个不同方向进行成像
。
12 个方
向
42 个方
向
162 个方向 642 个方向
在梯度场强下水分子的弥散存在会导致磁
矩改变,而细胞外水分子运动对信号的改变
起主导作用。在这一基础上, 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。
目前 DTI 的研究方向分为两大类
• 定量研究—常用的指标包括描述各向同性
的平均弥散率( MD) ,以及描述各向异性
程度的部分各向异性( FA) 、相对各向异
性( RA) 等。
• 纤维束追踪技术—常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。
DTI 的量化参数
• 第一类是平均扩散率
指 MR 成像体素内各个方向扩散幅度的平
均值,代表了某一体素内水分子扩散的大
小或程度,通常所用的指标就是平均弥散
系数( average diffusion coefficient ,
ADC ),反应了水分子单位时间内扩散运
动的范围,单位是 mm2
/s ,其值越大,说
明水分子扩散能力越强
正常的 ADC 图
第二类是反映各向异性的参数
1. 部分各向异性指数( fractional anisotropy , FA )
分析各向异性最常用的参数,指弥散的各向异性部
分与弥散张量总值的比值,反应了各向异性成分占
整个弥散张量的比例,取值在 0 ~ 1 之间, 0 代
表了最大各向同性的弥散,比如在完全均质介质中
的水分子弥散, 1 代表了假想下最大各向异性的弥
散
脑白质中 FA 值与髓鞘的完整性、纤维的
致密性及平行性呈正相关
-水分子垂直于神经
纤维走向的弥散运动
困难
-水分子平行于神经
纤维走向的弥散运动
容易
在 FA 图上,脑白质为
高信号,表现出比较高
的各向异性,纤维排列
最大程度趋于一致
时 ,FA 值也就越接近
1 ,例如胼胝体,而脑
灰质与脑脊液因趋向各
向同性表现为低信号
胼胝体 > 内囊后肢 > 内囊前肢 > 外囊 > 半卵园中心
2 、相对各向异性( relative anisotropy ,
RA )和容积比( volume ratio , VR )
RA 为各向异性和各向同性成分的比例。
VR 等于椭球体的体积与半径为平均扩散率
的球体体积之比。
两者的取值范围亦在 0 ~ 1 之间 ,
RA 的意义与 FA 相似,越接近 1 说明水分
子的各向异性程度越高。而 VR 越接近 1
说明水分子的弥散越趋于各向同性 。
VR 图
DTI 的彩色弥散张量图
根据体素弥散的最大
本征向量的方向决定
白质纤维走行的原理
,通过将 X 、 Y 、 Z
轴方向的主要本征向
量分别配以红、绿、
篮三种颜色
左右方向—红色
前后方向—绿色
上下方向—蓝色
白质纤维束示踪成像
( fiber tractography )
就是利用最大本征向量 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 。
其方法:从一个设置的种子位置开始
追踪,直至遇到体素的 FA 值小于 0.2
胼
胝
体
内囊
扣带回
冠辐射
皮质脊髓束
辐射冠
扣带回
下纵束
DTI 在神经外科中的应用
DTI 在脑肿瘤中的应用
• 定量分析肿瘤组织特点以鉴别肿瘤的级
别,鉴别正常的白质纤维、水肿及肿瘤
区域。
• 测量瘤周的水肿的平均 ADC 值和 FA
值以分析鉴别转移瘤和胶质瘤,但目前
这些研究的结果尚没有取得完全一致
• 显示白质纤维和肿瘤的相互关系,利于
指导外科手术,这是 DTI 技术最有临床
价值和应用的前景。
目前有学者利用目前有学者利用 FAFA 图和彩色张量图将肿瘤和图和彩色张量图将肿瘤和
白质纤维的关系分为白质纤维的关系分为 44 种模式种模式
模式 I :患侧纤维的 FA 值相对于对侧正常或轻
微降低(降低 <25 %)同时纤维的位置或 / 和方
向发生改变
模式 II :患
侧纤维 FA 值
相对于对侧明
显降低
( >25 %),
同时纤维位置
和方向正常。
模式 III :
患侧纤维
FA 值相对
于对侧明显
减低,同时
纤维的走向
发生改变
模式 IV :患
侧纤维显示各
向同性或近似
同性,无法看
出走行方向。
模式 1 为肿瘤挤压周围纤维移位,提示肿瘤
为良性或侵袭性不强的恶性肿瘤。
模式 2 提示瘤周发生水肿,但不排除有肿瘤
侵入。
模式 3 提示瘤周纤维被肿瘤侵入。
模式 4 提示肿瘤破坏瘤周纤维,仅限于恶性
肿瘤,但可以是高级别或低级别肿瘤。
模式 I 和 模式 IV
肿瘤全切肿瘤全切
模式模式 II ,功能改善,功能改善
模式模式 IVIV 功能障碍功能障碍
不加重,生存期不加重,生存期
延长延长
模式 II 和模式 III
部分切除,加强部分切除,加强
辅助治疗辅助治疗
提高生存质量提高生存质量
这样的分类对于临床术前决定手术方案是十分有价值的
。
使临床外科医生可以在术前、术中更清楚
掌握肿瘤和白质纤维的情况,使手术方案
更加可靠安全
目前已有学者报道了 DTI 在神经外科肿
瘤切除术中的有效性,认为利用 DTI 指
导手术可以提高手术全切率,降低术后
的功能障碍
• 郭文龙等将 18 例丘脑肿瘤患者作为 DTI 组
,术前在 MRI 平扫加增强的基础行 DTI 检
查,并结合纤维束示踪技术,重建锥体束
,根据肿瘤与锥体束的三维空间关系设计
手术入路。
• 25 例未行 DTI 检查的丘脑肿瘤患者作为对
照组。两组均在神经导航下显微手术切除
肿瘤,比较两组患者肿瘤全切率及术后致
残率的差异。
• 结果: DTI 组肿瘤全切除 12 例
( 66.7% , 12/18 ),部分切除 4 例,活
检 2 例;术后神经功能改善 10 例
( 55.5% , 10/18 ),无明显变化 6 例,
恶化 2 例。
• 对照组肿瘤全切除 8 例
( 32.0% , 8/25 ),部分切除 10 例,活
检 7 例;术后神经功能改善 7 例
( 28.0% , 7/25 ),无明显变化 6 例,
恶化 10 例,死亡 2 例。
• DTI 组肿瘤全切率及术后神经功能改善率均
明显高于对照组( P<0.05 )
术前 DTI 示椎体束完整,位于肿瘤后侧方,且与肿瘤有一定间隔
术后 DTI 示锥体束完整
28 , M ,星形
细胞瘤,未累及
锥体束,术前双
侧上下肢肌力均
V 级, KSP 评分
90 ,术后肌力
仍为 V 级, KPS
评分提高到 100
F , 27 ,星形
细胞瘤,紧邻
锥体束并推压
锥体束,术前
左侧上下肢肌
力 III 级, KPS
评分 60 ,术后
肌力 V
级, KSP 提高
为 100
M , 22 岁,多
形性胶质母细胞
瘤,侵犯并破坏
锥体束,术前左
侧上下肢肌力 III
级, KPS 评分
60 ,术后肌力仍
为 III 级, KSP
评分 60
有了 DTI 后,选择手术入路不再单纯
地依靠经验,而是依据锥体束与肿瘤的位置关系选
择手术入路
• 锥体束位于肿瘤外侧方者,尽量选择前入
路或后入路。
• 位于后方者,尽量选择前入路或侧方入路
。
• 位于前方者,尽量选择后入路或侧方入路
。
• 这样可最大程度地避开锥体束,避免因手
术入路而导致锥体束损伤。
DTI 在癫痫中的应用
• DTI 在癫痫中的应用以定量研究为主,能发
现磁共振早期无法发现的病变,可用于对
癫痫的定侧诊断和对癫痫继发白质损伤的
认识。
• 原发全面性癫痫 (idiopathic generalized
epilepsy , IGE) 患者的脑部常规磁共振成
像常难以发现异常显示。
• 白卓杰等以 30 例 IGE 患者为研究对
象, 30 例健康成人为对照组。用 1 . 5
Tesla MR 扫描仪行 DTI 数据采集。分别计
算平均弥散系数 (MD) 图及部分各向异性
(FA) 图,采用 SPM2 软件对 2 组受试者的
MD 和 FA 图进行随机效应分析的两样本 t
检验,观察患者与正常人相比校正后的 MD
值及 FA 值有显著性改变 (P<0 . 01) 的脑
区。
• 结果:正常人相
比, IGE 患者双侧丘
脑、颞叶、岛叶、枕
叶及中脑等脑区 MD
值降低。内侧前额叶
MD 值升高。双侧丘脑
及双侧扣带回后部 FA
值升高。双侧内侧前
额叶、双侧颞叶等区
域 FA 值降低。
IGE 患者 MD 值改变的组分析结果图
IGE 患者 FA 值改变的组分析结果图
讨论:
• DTI 可显示脑白质纤维束的特点,揭示白质纤维
束超微结构的改变。
• 当髓鞘或神经元损伤时,由于水分子在各方向上
的弥散自由度均增加, FA 值会降低。在病理情
况下,对这些参数值的变化进行定量分析,可反
映组织病变的病理生理学信息。
• 本研究采用 DTI 技术,发现与正常人比较, IGE
患者脑内存在广泛的微观结构异常改变区域,从
微观组织结构变化的角度反映了 IGE 患者的脑组
织病理生理学改变信息,有助于进一步了解其发
生机制,可为临床诊治提供一定信息。
内侧颞叶癫痫
• 海马硬化是内侧颞叶癫痫 (mesial temporal lobe
epilepsy , mTLE) 最常见的病理改变为,表现
为海马神经元丢失和反应性的胶质细胞增生。
• DTI 研究发现: mTLE 发作问期患侧海马 MD 值
显著高于对侧海马和正常人,而患侧海马 FA 值
低于对侧海马和正常人。
• 原因主要为发作问期海马结构细胞外间隙扩大,
神经元密集度减低,树突减少,细胞结构丢失,
使 MD 值升高。
意义
• DTI 是目前在活体上定量测量水分子弥散运
动与成像的惟一方法,在 mTLE 患者定侧
诊断方面有重要价值,能够反映海马硬化
的病理学改变,是海马硬化术前诊断的有
效方法。 MD 值升高、 FA 值减低可作为海
马硬化术前诊断的有效指标之一。
BOLD-fMRI 和 DTI 的联合应用
• 杨卫东等 15 例额叶后部一中央前回病灶患
者,病变直径 1 . 5 ~ 3 cm ,采用增强
核磁共振成像 (MRI) 、 BOLD—
fMRI 、 DTI 和计算机结合完成图像融合,
直观显示病灶、运动皮层和皮质脊髓束结
构,明确它们之间的相邻关系,设计手术
入路和立体定向下病灶切除的策略。
结果:
• 15 例患者的融合影像显示运动皮层区和皮
质脊髓束位于病灶的后外侧,均受压、变
形和移位,其中 4 例肿瘤边缘与上述重要
神经组织结构紧密接触。病变镜下全切 12
例,次全切除 3 例 ( 胶质瘤 ) 。
• 病理学诊断为脑膜瘤 6 例,星形细胞瘤Ⅱ级
者 3 例,星形细胞瘤Ⅲ级者 2 例,脑脓肿 2
例,海绵状血管瘤 2 例。
• 术后无并发症发。
右额中上回后部凸面脑膜瘤患者,男, 42 岁。 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
功能区肿瘤术前 DTI,1A,1B 肿瘤向内侧推挤皮质下白质纤维束 , 使其变薄 , 变疏 ,1C-
1G 红色标记处为手运动区的位置 , 出现功能重组 , 被肿瘤推向中央 , 顶的方向 , 部分
功能向对侧半球及其他脑区转移。
1 例左顶叶转移瘤患者图像, A :患侧较健侧信号强度减弱,分散于病灶周围
B :患侧锥体束明显残缺,前移, C :锥体束移位与功能区移位一致。
1 例右额叶胶质瘤患者图像, A :患侧运动区功能信号强度减弱,并分散于病灶周围
B :患侧锥体束比健侧明显残缺,内移, C,D: 患侧锥体束与功能激活区均向内侧移位。
• 孙胜玉等利用 BOLD-fMRI 、 DTI 结合神
经导航进行图像融合,在 20 例视觉功能区
附近病变患者术前设计手术入路,术中定
位视觉功能区,指导手术,合理保护功能
区,切除病变。
• 结果: 15 例镜下全切除, 5 例大部切除。
术后复查 MRI 及 DTI 视皮层及视辐射保护
完好。
前景展望
• BOLD-fMRI 及 DTI 技术可以确定脑的重要功能
区及相应皮质下白质纤维束与颅内病变之间的关
系,可发现一些疾病的早期改变,了解主要功能
区与传导通路的损伤程度。
• 脑肿瘤、癫痫等的术前计划的制订及指导手术。
• 目前最有前景的研究领域还在于将 DTI 技术和血
氧水平依赖功能 fMRI 的联合应用于神经科学的研
究方面,为神经科学的研究开辟了更广阔的前景
。
不足:
• Bold-fMRI 及 DTI 均采用 EPI 序列成像,
该序列有着对磁场不均匀性和运动敏感性
等,故取得的图像可能有磁敏感性伪影和
几何变形。
• Bold-fMRI 不能直接显示神经元的活动,
不能显示皮层下的功能活动,易受运动伪
影影响而出现假阴性和假阳性等结果。
• “ 证实”问题 ,即如何在活体证实 DTI 所追
踪的白质纤维走行的精确度与人体是否符
合就是当前研究的一个关键 。
• DTI 在成像过程中,由于可存在多群交叉
或吻接的纤维束,不可能只有水分子单一
的优势弥散方向,因而示踪结果并不一定
能代表纤维束真实的走行方向
• DTI 结果具有操作者因素,例如兴趣区的大
小、位置、 FA 阈值、采用的算法以及对神
经解剖学知识的熟悉程度均影响示踪成像
结果的准确性
硬件设施提高
3.0T
序列优化
成像方法改进
图象后处理的算法
提高空间分辨率提高空间分辨率
信噪比信噪比
提高成像的精度
F mri及dti的原理及应用简介

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