【摘要】：在民航飛行或者復(fù)雜的飛行訓(xùn)練過(guò)程中,飛行員經(jīng)常會(huì)處于輕度失重狀態(tài)。本文從輕度失重對(duì)飛行員的影響為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合磁共振實(shí)驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出了-10°頭低位模擬失重的實(shí)驗(yàn)。ASL技術(shù)具有無(wú)損,可重復(fù)性的優(yōu)點(diǎn),而且可以直接,定量的分析腦血流的變化,相對(duì)于PET技術(shù)和CT技術(shù)有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),是本文的重點(diǎn)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(guò)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(cè)量腦血流參數(shù)的優(yōu)勢(shì);在模擬失重的實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了腦血流與功能連接強(qiáng)度基于體素的比值計(jì)算,研究模擬失重狀態(tài)下單位功能連接強(qiáng)度的供血量的變化。實(shí)驗(yàn)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(guò)納入ATT的計(jì)算,使ASL序列的檢測(cè)信號(hào)在ATT處達(dá)到最高,從而提高CBF的測(cè)量精度;通過(guò)TRUST序列和ASL序列測(cè)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(duì)更加活躍的狀態(tài);通過(guò)腦血流與功能連接強(qiáng)度基于體素的比值計(jì)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(shuō)明飛行員大腦的單位連接強(qiáng)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(duì)飛行員的訓(xùn)練以及體檢模式進(jìn)行了新的探討。綜合以上內(nèi)容,輕度失重會(huì)對(duì)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(xùn)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(shí)喪失的過(guò)程分絕對(duì)無(wú)意識(shí)(Absolute Unconscious)和相對(duì)無(wú)意識(shí)(Rus)，分別持續(xù) 12s。而且，重復(fù)暴露在 G-LOC 下，會(huì)減少恢復(fù)時(shí)間。 Wh意識(shí)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(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)人員已經(jīng)采取很多措施預(yù)防以及減少 G-LOC 對(duì)飛行員產(chǎn)生的影響艙輔助設(shè)備，日常針對(duì)訓(xùn)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(hù)裝備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的可靠性[5]。

該區(qū)域通常位于大腦下方。標(biāo)記后，需要后標(biāo)記延遲期（也稱為PASL的流入時(shí)間），在此期間，倒置的血液從標(biāo)記區(qū)域移動(dòng)到腦中，通過(guò)縱向T1弛豫逐漸失去其標(biāo)記。 出于這個(gè)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(biāo)記脈沖施加具有等效功率的射頻脈沖，，但其對(duì)標(biāo)記區(qū)域中血液中的水分子磁化具有凈零影響。在 pCASL 中，長(zhǎng)標(biāo)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(jì)成以絕熱或偽穩(wěn)態(tài)方式反轉(zhuǎn)流入的血液磁化。當(dāng)血液通過(guò)從下往上的方向流過(guò)“標(biāo)記平面”時(shí)，對(duì)血液連續(xù)倒置是有影響的。 如果 pCASL 脈沖序列中的每個(gè)第二脈沖的相位偏移180°，則流動(dòng)的血液被最小程度地?cái)_動(dòng)，因此能夠獲取未標(biāo)記的控制圖像。 pCASL 最近被采用作為臨床成像的首選標(biāo)記方法，因?yàn)樗子趯?shí)施和高信噪比[35]。pCASL 相對(duì)于 PASL 的主要優(yōu)點(diǎn)是其更高的信噪比。對(duì)于 PASL，動(dòng)脈血液平面在流入時(shí)間時(shí)反轉(zhuǎn)，隨后在流入時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷 T1 弛豫。對(duì)于 pCASL，動(dòng)脈血在通過(guò)標(biāo)記平面時(shí)不斷反轉(zhuǎn)，這意味著當(dāng)它到達(dá)組織時(shí)，所有血液都具有相同量的 T1 衰變，而不管它何時(shí)被標(biāo)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(dòng)誘導(dǎo)的絕熱反轉(zhuǎn)脈沖序列所實(shí)現(xiàn)的效率，PCASL 的優(yōu)點(diǎn)在實(shí)踐中并不像理論上預(yù)測(cè)的那么大。因此，對(duì)于任何給定的研究，考慮具體兩者的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)而做出最佳的選擇。本實(shí)驗(yàn)采取的序列為 pCASL 序列。圖 2.1 為兩種序列的采集層面對(duì)比。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R85

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