小动物高分辨扩散磁共振成像数据分析方法  

Templates and Analysis Methods for Small Animal High-resolution Diffusion Magnetic Resonance Imaging

作　　者：林富春[1] 王旭霞[1] 赵前程[1] 雷皓[1] 

机构地区：[1]中国科学院武汉物理与数学研究所,波谱与原子分子物理国家重点实验室武汉磁共振中心,武汉430071

出　　处：《生物化学与生物物理进展》2012年第6期513-518,共6页Progress In Biochemistry and Biophysics

基　　金：国家自然科学基金(30870674;20921004);国家重点基础研究发展计划(973)(2011CB707802)资助项目~~

摘　　要：扩散磁共振成像(dMRI)是一种非侵入性的、能提供生物体内水分子扩散运动相关信息的成像技术,可用于检测神经纤维微观结构的变化.dMRI的出现为大脑结构与功能研究提供了全新的检测手段.过去的20年中,dMRI在实验方法和临床应用上均取得了重大进展.然而dMRI应用在基于动物模型的临床前脑成像研究中却并不常见.本文针对dMRI在临床前脑成像研究中的应用,建立了系列针对小动物高分辨dMRI数据的分析方法:a.构建了大鼠高分辨dMRI图像模板;b.实现了适用于小动物研究的基于体素的统计分析(VBA)方法与基于纤维束的空间统计分析(TBSS)方法;c.实现了小动物脑白质纤维束的确定性与概率性跟踪.这些方法的实现不仅能为小动物脑dMRI研究提供统一的图像模板与完善的计算方法,还将大大促进dMRI技术在小动物脑成像研究中的应用.Diffusion magnetic resonance imaging （dMRI） is a non-invasive imaging technique capable of characterizing the diffusion properties of water molecules in vivo and detecting microstructural changes in brain tissue. It provides new tools to investigate the integrity of brain white matter. Although dMRI is widely used in clinical studies, and has become a common method in clinical radiology, it is infrequently used in preclinical brain imaging studies on small animal models. In this paper, we implemented computational methods for small animal dMRI. First, a high-resolution dMRI template for rat was constructed. Secondly, voxel-based analysis and tract-based spatial statistics methods for small animal dMRI were implemented. Last but not least, the deterministic and probabilistic tractography methods for small animal imaging were implemented. The implementation of these methods will facilitate the applications ofdMRI in preclincal small animal imaging.

关 键 词：小动物 脑 扩散磁共振成像 数据分析 纤维重建 

分 类 号：Q42[生物学—神经生物学]