【摘要】：在民航飛行或者復(fù)雜的飛行訓練過程中,飛行員經(jīng)常會處于輕度失重狀態(tài)。本文從輕度失重對飛行員的影響為出發(fā)點,結(jié)合磁共振實驗設(shè)備的特點,設(shè)計出了-10°頭低位模擬失重的實驗。ASL技術(shù)具有無損,可重復(fù)性的優(yōu)點,而且可以直接,定量的分析腦血流的變化,相對于PET技術(shù)和CT技術(shù)有自己獨特的優(yōu)勢,是本文的重點研究序列。首先,文章介紹了ASL序列的技術(shù)原理以及多延遲pCASL序列的圖像量化過程。然后,以ASL為核心研究序列,探討模擬失重下飛行員腦血流的變化以及多延遲ASL技術(shù)測量腦血流參數(shù)的優(yōu)勢;在模擬失重的實驗基礎(chǔ)上,基于ASL序列和TRUST序列,研究了模擬失重狀況下腦氧代謝率的變化;基于ASL序列和BOLD序列,進行了腦血流與功能連接強度基于體素的比值計算,研究模擬失重狀態(tài)下單位功能連接強度的供血量的變化。實驗結(jié)果表明,模擬失重狀態(tài)下,腦血流發(fā)生改變,丘腦,中央前回等腦區(qū)升高,內(nèi)側(cè)額上回等腦區(qū)降低,通過納入ATT的計算,使ASL序列的檢測信號在ATT處達到最高,從而提高CBF的測量精度;通過TRUST序列和ASL序列測量的腦氧代謝率在模擬失重狀態(tài)下是升高的,與平躺狀態(tài)比,大腦處于相對更加活躍的狀態(tài);通過腦血流與功能連接強度基于體素的比值計算,發(fā)現(xiàn)兩者之間是正相關(guān)的關(guān)系,且模擬失重狀態(tài)下,兩者關(guān)系減弱,說明飛行員大腦的單位連接強度下的供血能力受到了一定的影響。在以上研究的基礎(chǔ)上,本文對飛行員的訓練以及體檢模式進行了新的探討。綜合以上內(nèi)容,輕度失重會對飛行員的腦功能參數(shù)產(chǎn)生一定影響,ASL序列可以成為飛行員在腦功能變化領(lǐng)域以及體檢訓練領(lǐng)域的重要工具。
【圖文】：

基于 ASL 序列的飛行員模擬失重狀態(tài)腦功能變化研究況。1988 年 Burton[3]定義其為“突然的失重狀態(tài)讓大腦的血流循環(huán)極速降低改變”。意識喪失的過程分絕對無意識(Absolute Unconscious)和相對無意識(Rus)，分別持續(xù) 12s。而且，重復(fù)暴露在 G-LOC 下，會減少恢復(fù)時間。 Wh意識喪失的恢復(fù)曲線后，提出在 G-LOC 如果能夠在五秒內(nèi)發(fā)現(xiàn)，可以最小化風險。技術(shù)人員已經(jīng)采取很多措施預(yù)防以及減少 G-LOC 對飛行員產(chǎn)生的影響艙輔助設(shè)備，日常針對訓練等。研究失重情況下大腦 CBF，腦氧代謝率（C Rate of Oxygen，CMRO2）以及功能連接等參數(shù)的變化可以為保護裝備設(shè)計基礎(chǔ)上的可靠性[5]。

該區(qū)域通常位于大腦下方。標記后，需要后標記延遲期（也稱為PASL的流入時間），在此期間，倒置的血液從標記區(qū)域移動到腦中，通過縱向T1弛豫逐漸失去其標記。 出于這個原因，PASL本質(zhì)上是一種比pCASL信噪比更低的技術(shù)。PASL的控制采集包括向標記脈沖施加具有等效功率的射頻脈沖，，但其對標記區(qū)域中血液中的水分子磁化具有凈零影響。在 pCASL 中，長標記周期（1-2 秒）由一系列非常短（1 毫秒）的脈沖[34]組成。這一系列短脈沖被設(shè)計成以絕熱或偽穩(wěn)態(tài)方式反轉(zhuǎn)流入的血液磁化。當血液通過從下往上的方向流過“標記平面”時，對血液連續(xù)倒置是有影響的。 如果 pCASL 脈沖序列中的每個第二脈沖的相位偏移180°，則流動的血液被最小程度地擾動，因此能夠獲取未標記的控制圖像。 pCASL 最近被采用作為臨床成像的首選標記方法，因為它易于實施和高信噪比[35]。pCASL 相對于 PASL 的主要優(yōu)點是其更高的信噪比。對于 PASL，動脈血液平面在流入時間時反轉(zhuǎn)，隨后在流入時間內(nèi)經(jīng)歷 T1 弛豫。對于 pCASL，動脈血在通過標記平面時不斷反轉(zhuǎn)，這意味著當它到達組織時，所有血液都具有相同量的 T1 衰變，而不管它何時被標記。然而，由于 PASL 中使用的射頻脈沖的反轉(zhuǎn)效率高于使用 pCASL 流動誘導(dǎo)的絕熱反轉(zhuǎn)脈沖序列所實現(xiàn)的效率，PCASL 的優(yōu)點在實踐中并不像理論上預(yù)測的那么大。因此，對于任何給定的研究，考慮具體兩者的優(yōu)點以及缺點而做出最佳的選擇。本實驗采取的序列為 pCASL 序列。圖 2.1 為兩種序列的采集層面對比。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R85

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