多发硬化(MS)是一种在欧美国家，特别是寒带地区，发病率很高的致残性神经疾病。其神经病理学表现主要为白质的脱髓鞘、轴突损伤/丢失及组织水肿。常规磁共振成像(MRI)在MS的临床确诊、病情监测以及病理研究中发挥着重要作用，但其缺点是不能够区分上述几种MS的关键病理过程，所以仍需要发展新的技术以提高MRI探测MS具体病理过程的特异性。本论文工作的主要研究内容是利用方向敏感的扩散加权磁共振成像(DWI)和扩散张量磁共振成像(DTI)研究小鼠在正常发育过程中以及几种模拟MS病理的小鼠模型中白质微观结构的改变对其扩散性质的影响；并对照组织学实验的结果，探讨了利用沿平行于和垂直于神经纤维的两个表观扩散(ADC∥和ADC⊥)来分别表征白质中轴索和髓鞘完整程度可能性，希望能为在MS临床和研究中区分脱髓鞘和轴索损伤这两种不同的病理过程提供一种可能的影像学手段。　　 论文的前两章是技术介绍及文献综述部分。第一章介绍了MRI，特别是扩散MRI，的一些基础理论和实验技术。第二章主要介绍了当前对MS病理机制的基本认识以及应用常规MR/和扩散MRI研究MS的进展，以及在MS的扩散MPd研究中存在的局限和尚待努力的方向。　　 论文的第三章研究了脱髓鞘疾病模型cuprizone小鼠中胼胝体的微观神经病理学改变与其影像学改变之间的关系。免疫病理学的结果显示：在cuprizone小鼠的胼胝体中，脱髓鞘、轴索损伤以及炎症反应等同时发生，并且存在一个病变程度从喙部到尾部连续加重的模式；影像学结果显示：cuprizone小鼠胼胝体的ADC∥和ADC⊥相对于正常小鼠均有显著性变化，但只有ADC∥的改变与轴索的损伤程度之间存在相关性。在第四章中，我们使用类似的手段研究了髓磷脂少突胶质细胞糖蛋白(MOG)诱导的实验性自免疫脑脊髓炎(EAE)小鼠中视神经的免疫病理学改变及其与影像学变化之间的关系。结果显示；此种模型中视神经的病理特征为炎症状态下的轴索丢失与萎缩，没有严重的选择性脱髓鞘现象：相应的，EAE小鼠视神经的ADCt∥显著下降，但ADC⊥显著变化。综合两个实验的结果发现，许多的病理因素都会影响到白质结构中扩散性质的改变；其中轴索损伤对ADC∥的影响较为显著，而导致ADC⊥变化的微观机制相对而言更为复杂，需要进一步的研究。　　 论文的第五章和第六章对决定组织扩散特征的微观机制进行了进一步的研究。在第五章的工作中，我们选择小鼠的肼胝体作为研究目标，观察了正常发育过程中由髓鞘发育、神经纤维排列共线性程度的增加等结构性改变所引起的ADC∥和ADC⊥改变情况。结果显示：小鼠正常发育过程中胼胝体ADC∥上升和ADC⊥下降，其中ADC⊥的变化更为显著。在第六章中我们使用临床常用治疗MS的消炎药，甲基泼尼松龙，治疗cuprizone小鼠，从神经病理学和影像学两个角度观察治疗前后的改变。结果显示：同安慰剂相比较，甲基泼尼松龙小幅度但显著性地降低了胼胝体中T2加权相对信号强度，同时减缓了由于微观突结构性破坏所导致的ADC∥、ADC⊥和平均ADC等的持续上升。这一实验部分阐明了炎症反应及水肿对白质扩散参数的影响。　　 本论文的研究工作虽然还不能完全确定ADC∥和ADC⊥分别作为轴突相关损伤和脱髓鞘的活体指标的可行性，但一系列的扩散MRI实验以及组织学实验的结果无疑加深了对这几种MS相关动物模型病理特征的认识，为拓展扩散MRI技术在MS病理研究、临床前药物测试等方面的应用提供了实验基础。