動物腦白質(zhì)網(wǎng)絡分析方法的建立與研究.pdf

1、腦作為自然屆最為復雜的事物之一，主要由灰質(zhì)、白質(zhì)、腦脊液組成，其中灰質(zhì)主要負責信息的加工和儲存；白質(zhì)主要負責信息的傳輸，兩者協(xié)同工作組成腦功能網(wǎng)絡以完成簡單或復雜的腦功能活動。近年來隨著腦科學研究的巨大進步，由于磁共振成像（MagneticResonance Imaging，MRI），尤其是基于人體內(nèi)水分子擴散運動的擴散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）能夠在活體狀態(tài)下無創(chuàng)的顯示腦白質(zhì)纖維束的形態(tài)結(jié)構(gòu)及

2、走行方向，清晰地反映腦白質(zhì)纖維的完整性，對腦白質(zhì)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及功能的研究得到了極大的促進。擴散張量成像是一種無創(chuàng)的、敏感的腦成像技術，可通過測量水分子的擴散特性來描繪腦白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的完整性和連接屬性。既往在使用擴散張量成像技術進行全腦白質(zhì)纖維束定量分析時多應用逐像素分析方法（VBA），該方法雖然可以描述全腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性卻忽視了腦模塊化的工作模式。而使用手動勾畫感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）的定量分析方法能更好的

3、體現(xiàn)不同腦區(qū)之間的連接特性。白質(zhì)每一根纖維束形態(tài)各異、尺寸微小，不像灰質(zhì)可以人為手工勾畫，白質(zhì)結(jié)構(gòu)只能通過地圖集的方法來提取。因此，腦白質(zhì)地圖集在腦白質(zhì)網(wǎng)絡的研究中具有舉足輕重的作用，是連接神經(jīng)生物學與醫(yī)學影像學的橋梁。
　　動物腦成像實驗在神經(jīng)生物學研究中具有不可替代的作用，如新藥物的研發(fā)、發(fā)病機理的研究等都需要首先利用動物模型進行實驗。嚙齒類動物由于其生長周期短、實驗成本低、且有大量成熟的疾病模型建立方法，成為目前使用最為廣泛

4、的實驗動物。因此，本論文以鼠腦為研究對象，建立了鼠腦白質(zhì)統(tǒng)計分析平臺。
　　本文首先對目前國內(nèi)外建立大鼠白質(zhì)地圖集方法的研究進展進行了詳細的介紹，并分析總結(jié)了目前已有的白質(zhì)地圖集所存在的問題。接下來以鼠腦作為研究對象，建立了基于解剖結(jié)構(gòu)的三維鼠腦標準腦白質(zhì)地圖集，以及包括基于MRI的T2加權(quán)腦模板、組織概率圖，基于DTI圖像的FA模板等多種成像模態(tài)的鼠腦模板；并將鼠腦標準腦白質(zhì)地圖集與鼠腦標準腦模板進行配準實現(xiàn)了空間的統(tǒng)一。在此基