發(fā)布時(shí)間：2020-07-03 09:19

【摘要】：帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一種常見于老年人的神經(jīng)退行性疾病。數(shù)據(jù)顯示,我國65歲以上人群患病率大約為1.7%。隨著人口老齡化,該病的發(fā)病率不斷增加,而該病目前尚未有明確的發(fā)病機(jī)制和有效的治療方法。近些年,很多研究表明帕金森患者的黑質(zhì)區(qū)域存在過量的鐵沉積。磁共振成像技術(shù)中的磁敏感定量成像(Quantitative susceptibility mapping,QSM)在腦鐵定量方面具有較高的準(zhǔn)確性和敏感度,多項(xiàng)研究均通過該技術(shù)檢測到帕金森患者黑質(zhì)的磁化率顯著高于健康組,但該技術(shù)在帕金森MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahy-dropyridine)小鼠模型的應(yīng)用尚未有報(bào)導(dǎo)。本文將基于磁敏感定量成像,檢測帕金森MPTP小鼠模型黑質(zhì)和紋狀體的腦鐵沉積,為以后借助小鼠模型研究帕金森疾病提供一個(gè)可參考的量化指標(biāo)。首先,本文提出一種定量磁敏感的重建方法——改進(jìn)后的形態(tài)學(xué)相似性反演(Improved morphology enabled dipole inversion,iMEDI)。該方法除了在幅度圖平滑區(qū)域加入總變分約束之外,還通過先驗(yàn)信息進(jìn)一步約束磁化率圖像的邊緣區(qū)域。仿真數(shù)據(jù)、體模數(shù)據(jù)以及人腦數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,iMEDI能夠有效地改善在組織邊緣處的條形偽影和磁化率準(zhǔn)確性,并且相比于MEDI方法,本文提出的方法的均方根誤差(RMSE)和高頻誤差范數(shù)(HFEN)更低,結(jié)構(gòu)相似性(SSIM)和線性回歸分析的確定系數(shù)(R2)更高,得到的磁敏感定量圖更接近于標(biāo)準(zhǔn)。其次,分別配制不同濃度超順磁性氧化鐵(Superparamagnetic iron oxide,SPIO)以及氯化鐵(Ferric chloride)溶液,利用磁敏感定量成像技術(shù)對溶液濃度進(jìn)行定量分析,得到磁化率的測量值與每種溶液濃度之間的確定系數(shù)R2均為0.98,表明磁敏感定量成像技術(shù)可以準(zhǔn)確地定量分析出鐵離子的含量。再將磁敏感定量成像技術(shù)應(yīng)用到MPTP誘導(dǎo)的帕金森疾病小鼠模型,旨在研究該小鼠模型中黑質(zhì)和紋狀體的鐵沉積變化。在活體實(shí)驗(yàn)中,MPTP模型組(n = 5)黑質(zhì)的磁化率值為7.90±0.86ppb,對照組(n=5)的磁化率值為4.72±1.48ppb;MPTP模型組(n = 5)紋狀體磁化率值為4.00±0.79ppb,對照組(n = 5)的磁化率值為2.38±0.44 ppb。在離體實(shí)驗(yàn)中,MPTP模型組(n = 5)黑質(zhì)磁化率值為5.92±0.84 ppb,對照組(n = 5)的磁化率值為3.92±0.67ppb;MPTP模型組(n = 5)紋狀體磁化率值為3.41±0.61ppb,對照組(n=5)的磁化率值為2.29±0.35ppb�；铙w和離體的磁敏感定量成像結(jié)果均表明MPTP模型組的黑質(zhì)和紋狀體磁化率值顯著地(P0.05)高于對照組。同時(shí),病理普魯士藍(lán)染色也證明了 MPTP模型組在黑質(zhì)和紋狀體的鐵沉積高于對照組。另外,黑質(zhì)和紋狀體的磁化率值與行為學(xué)觀察中小鼠在轉(zhuǎn)棒上的停留時(shí)間呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)。磁敏感定量成像可以準(zhǔn)確地定量分析出鐵離子的含量,磁化率值可能是一個(gè)研究帕金森疾病非常有潛力的生物學(xué)標(biāo)記。
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;R742.5;R-332
【圖文】：

早在２１世紀(jì)初，就有學(xué)者提出磁敏感定量成像的想法利用相逡逑位信息提供一種能反映組織磁化率局部變化的新型對比度。近年來，隨著算法逡逑技術(shù)的改進(jìn)與完善，在一定程度上解決了磁敏感定量成像重建過程（圖２－１）中逡逑的問題，目前磁敏感定量成像已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到與鐵沉積相關(guān)的神經(jīng)退行性疾逡逑病的臨床研究中。本節(jié)簡單介紹磁敏感定量成像每一步驟的基本原理。逡逑１７逡逑

因?yàn)槭且裕插鍨橹芷诘闹芷诤瘮?shù)，當(dāng)相位爐落在［－７Ｔ，７ｒ）范圍之外，則會纏繞逡逑回［－７Ｔ，７ｒ）范圍之內(nèi)，導(dǎo)致相鄰像素之間的相位數(shù)值會存在（ｎ為整數(shù)）逡逑的突變，如圖２－２紅色箭頭處。因此需要進(jìn)行相位解纏繞（Ｐｈａｓｅ邋ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ），逡逑基本公式如下：逡逑妒（ｒ）邋＝邋ｐｗ（ｒ）邋＋邋ｎ（ｒ）邋＊邋２ｔｔ邐（２－１８）逡逑其中ｒ表示任一空間位置，為纏繞相位，為解纏繞后的相位，正整數(shù)ｎ逡逑是基于相位的空間平滑性這一假設(shè)得到的，如何確定正整數(shù)ｎ是相位解纏繞的逡逑關(guān)鍵。目前相位解纏繞方法比較成熟，主要有幾類［８２］：基于圖像質(zhì)量指導(dǎo)解纏逡逑繞、３Ｄ最優(yōu)路徑解纏繞、基于拉普拉斯算子（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）的解纏繞。本文采取逡逑一種基于拉普拉斯算子的高效相位解纏繞的方法［８３］，基本公式如下：逡逑（ｐ邋＝邋ＦＴ－＾ＦＴ＾ｏｓｃｐＦＴ－＾ＦＴｉｓｉｎｑ））］逡逑—ｓｉｎ邋＜ｐ邋Ｆｒ－１［ｆｃ２Ｆ７（ｃｏｓ邋ｃｐ）］｝／ｋ２｝逡逑ＦＴ表示傅里葉變換，ＦＴ—１為傅里葉逆變換�；诶绽顾阕咏饫p繞得到逡逑的相位如圖所示。逡逑２０逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 安荷娣;Ojha Rajeev;秧杰;沈楠;余飛;高偉明;朱雯霞;趙欣欣;李建奇;黃東雅;;磁共振定量磁化率成像定量帕金森病患者腦鐵沉積的臨床研究[J];中華神經(jīng)科雜志;2016年04期

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

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本文編號：2739475