【摘要】：磁共振髓鞘水成像對大腦白質(zhì)中的髓鞘具有較高的敏感度和組織特異性,為檢測白質(zhì)纖維的完整性提供定量的依據(jù),在臨床診斷、預(yù)后等方面具有較為重要的價(jià)值。本文針對提高基于多梯度回波的髓鞘水定量計(jì)算在高空間分辨率下的穩(wěn)定性,以及提高髓鞘水成像的掃描效率兩大方面進(jìn)行了技術(shù)方面的研究開發(fā)工作。針對基于多梯度回波的高分辨率髓鞘水成像的穩(wěn)定性問題,本文提出了一種高空間分辨率髓鞘水及其他白質(zhì)組分的成像方法,創(chuàng)新地引入了同時(shí)獲得的組織磁敏感特性,不需要額外的數(shù)據(jù)采集來獲得定量磁敏感圖(QSM)。與低分辨率的直接復(fù)數(shù)擬合的方法相比,該方法得到的髓鞘水百分比圖減小了部分容積效應(yīng),因而具有更多灰白質(zhì)分界的細(xì)節(jié),得到的高分辨率定量髓鞘水百分比(myelin water fraction,MWF)與各組分頻率偏移圖將層面內(nèi)的分辨率提高了 4倍,并具有較高的穩(wěn)定性。此外,為提高基于該序列的髓鞘水成像掃描速度,本文首次提出了成組聯(lián)合非線性求逆重建方法(gJNLINV)這一無校準(zhǔn)并行成像方法,并在4倍降采樣的多梯度回波k空間數(shù)據(jù)中得到驗(yàn)證。利用gJNLINV重建的4倍加速圖像得到的定量髓鞘水百分比(MWF)接近于全采樣的金標(biāo)準(zhǔn),且大幅提高了重建計(jì)算的效率,也顯著緩解了線圈空間敏感度不連續(xù)的問題。本文創(chuàng)新性地提出了一種結(jié)合并行成像技術(shù)的快速直接髓鞘水成像技術(shù),稱為wave-CAIPI ViSTa。它可提供8倍的掃描加速,使覆蓋全腦范圍的掃描在15分鐘內(nèi)完成,并且依然保持了較高的圖像質(zhì)量和足夠高的空間分辨率。此外,該項(xiàng)研究也提出了一種針對wave-CAIPI并行成像技術(shù)的填零重建法,并證明了它能有效降低殘余wave PSF偽影,展示了它在wave-CAIPI ViSTa成像中的重要作用。
【圖文】：

圖２．１髓鞘化軸突（ａ）與未髓鞘化軸突（ｂ）的神經(jīng)沖動傳導(dǎo)路徑示意圖。逡逑圍yL經(jīng)系統(tǒng)的髓鞘層被施旺細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)所包圍，左圖中箭頭代表外側(cè)軸系膜。逡逑圖２．２右圖中的箭頭所指為少突細(xì)胞，與左圖相比，少突細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)遠(yuǎn)少于施旺逡逑細(xì)胞。逡逑髓鞘本質(zhì)上是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的一種延展。它是一個(gè)沿著同心圓向外的蛋白逡逑質(zhì)－脂質(zhì)－蛋白質(zhì)－脂質(zhì)的周期性結(jié)構(gòu)。對圖２．２右圖的中樞神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行局部放大逡逑（３５００００倍）后可以清晰地觀察到髓鞘的這種片層結(jié)構(gòu)（圖２．３）。圖中可以清晰地逡逑看到髓鞘呈現(xiàn)明暗交替的結(jié)構(gòu)形式。由于髓鞘由施旺細(xì)胞或少突細(xì)胞卷繞而來，逡逑因此能比較容易理解其結(jié)構(gòu)組成。暗線代表被壓合在一起的細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)蛋白質(zhì)逡逑層；亮部（稱為周期內(nèi)線，Ｉｎｔｒａｐｅｒｉｏｄ邋Ｌｉｎｅ，白色箭頭）則代表沒有被壓合在一起的逡逑８逡逑

邐第２章相關(guān)研究工作概述逡逑0W逡逑圖２．２髓鞘化的周圍與中樞神經(jīng)細(xì)胞的電鏡截面圖。引自［２７］中的圖１０．４與１０．７。逡逑圖２．３放大后的中樞神經(jīng)細(xì)胞髓鞘結(jié)構(gòu)。引自［２７］中的圖１０．６。逡逑細(xì)胞膜外側(cè)蛋「１，在高倍放大Ｋ可以觀察到它由兩層結(jié)構(gòu)組成，說明細(xì)胞膜外側(cè)沒逡逑有被壓合。邐．逡逑在周圍神經(jīng)系統(tǒng)中，，施旺細(xì)胞的質(zhì)膜首先開始纏繞軸突，并形成一個(gè)可與神經(jīng)逡逑細(xì)胞表面發(fā)生物質(zhì)交換的雙層膜結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被稱作軸系膜。而后軸系膜開始以逡逑螺旋形式環(huán)繞軸突，施旺細(xì)胞內(nèi)部的細(xì)胞質(zhì)表面被壓緊，成為髓鞘結(jié)構(gòu)中的暗線，逡逑而兩層施旺細(xì)胞外表面則成為髓鞘中的較亮部分（周期內(nèi)線）。圖２．４中（Ａ）到（Ｄ）逡逑展示了周圍神經(jīng)系統(tǒng)的髓鞘化過程。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，髓鞘由少突細(xì)胞生成，其過逡逑程與周圍神經(jīng)系統(tǒng)類似，也具有螺旋形纏繞的過程。一個(gè)少突細(xì)胞T以同時(shí)髓鞘逡逑化４０根以上的軸突［３８］。逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R445.2;R744.5

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本文編號：2620020