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基于ASL序列的飞行员模拟失重状态脑功能变化研究

张健康  
【摘要】:在民航飞行或者复杂的飞行训练过程中,飞行员经常会处于轻度失重状态。本文从轻度失重对飞行员的影响为出发点,结合磁共振实验设备的特点,设计出了-10°头低位模拟失重的实验。ASL技术具有无损,可重复性的优点,而且可以直接,定量的分析脑血流的变化,相对于PET技术和CT技术有自己独特的优势,是本文的重点研究序列。首先,文章介绍了ASL序列的技术原理以及多延迟pCASL序列的图像量化过程。然后,以ASL为核心研究序列,探讨模拟失重下飞行员脑血流的变化以及多延迟ASL技术测量脑血流参数的优势;在模拟失重的实验基础上,基于ASL序列和TRUST序列,研究了模拟失重状况下脑氧代谢率的变化;基于ASL序列和BOLD序列,进行了脑血流与功能连接强度基于体素的比值计算,研究模拟失重状态下单位功能连接强度的供血量的变化。实验结果表明,模拟失重状态下,脑血流发生改变,丘脑,中央前回等脑区升高,内侧额上回等脑区降低,通过纳入ATT的计算,使ASL序列的检测信号在ATT处达到最高,从而提高CBF的测量精度;通过TRUST序列和ASL序列测量的脑氧代谢率在模拟失重状态下是升高的,与平躺状态比,大脑处于相对更加活跃的状态;通过脑血流与功能连接强度基于体素的比值计算,发现两者之间是正相关的关系,且模拟失重状态下,两者关系减弱,说明飞行员大脑的单位连接强度下的供血能力受到了一定的影响。在以上研究的基础上,本文对飞行员的训练以及体检模式进行了新的探讨。综合以上内容,轻度失重会对飞行员的脑功能参数产生一定影响,ASL序列可以成为飞行员在脑功能变化领域以及体检训练领域的重要工具。


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