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脑功能核磁共振成像的质量控制研究

冯锡钢  
【摘要】:功能磁共振成像技术是神经科学研究技术的一项革命性突破,是20世纪90年代最重要的科学发展之一,是脑科学的强有力工具,实现了人类长久以来无损伤具体观察活体大脑功能的梦想。但由于脑功能成像所检测到的信号较小,所涉及的过程复杂,多种原因会对结果造成干扰,影响到结果的准确性和可靠性。要使获得的结果有意义,就必须对造成干扰的各种原因进行深刻的分析并进行有效控制,以最大限度地抑制各种干扰因素,保证结果的可靠性和准确性。因此对脑功能成像进行质量控制和质量评价是非常必要的。 课题的研究方法主要是理论分析和实验验证相结合的方法。 本文的第一章为绪论,简单介绍了脑功能成像、功能磁共振成像及其应用,以及功能磁共振成像的质量控制。 本文的第二章介绍脑功能磁共振成像的物理生理原理,包括磁共振成像的基本原理,重点介绍了与脑功能成像关系密切的回波平面成像序列。阐述了功能磁共振成像的概念及其分类,以及人类大脑在接受外部刺激过程中出现的生理变化即细胞代谢和血流变化的过程。 在第二章的基础上,本文的第三章详细介绍了脑功能核磁共振成像的基本原理、扫描技术和一般过程。简单而言,功能磁共振成像的原理是基于血红蛋白在带氧和不带氧时的磁性不同。不带氧时,它是顺磁性的,在磁场中能显著增加磁场强度,其结果是影响在血管附近的磁场的均匀性,因而降低磁共振信号。当血红蛋白带氧时,它是抗磁性的,所以它对磁场的影响很少。因此,磁共振图像可以用来检测血液中的含氧浓度。这就是所谓的BOLD对比度。原理上只要对磁易感性敏感的序列都可用以功能成像,但从效率和灵敏度来考虑,梯度回波EPI序列是最佳的脑功能成像序列。功能成像的一般过程则通常可分实验设计、确定扫描序列、定位像扫描、数据采集、数据处理和受激脑活动区的可视化显示等步


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