重度感音神经性耳聋可影响患儿语言、社交及心理等方面的发育，使得患者的生活质量受到严重的影响。目前最有效的治疗方法是人工耳蜗植入手术，但是由于其价格昂贵并且本身存在一定风险，所以在术前需要对预后效果进行细致的评估，而脑可塑性重组是对预后效果评估的一个重要方面。本文使用多模态核磁共振图像(MegneticResonance Imaging，MRI)对重度感音神经性耳聋未成年患者的大脑结构与功能的可塑性进行研究。主要的研究工作及创新点包括以下几个方面:　　 (1)本文提出了定量评估基于体素的形态测量学(Voxel-Based Morphometry，VB-M)方法的研究方案，利用仿真数据及临床数据对标准VBM方法、优化VBM方法以及基于指数李代数的微分同胚解剖配准算法（Diffeomorphic Anatomical Registration ThroughExponentiated Lie algebra，DARTEL）的VBM方法检测大脑结构变化的有效性进行评估。我们通过构建仿真模型模拟大脑损伤，发现基于DARTEL的VBM方法相比于其它几种VBM方法对大脑结构损伤检测的鲁棒性及可靠性更高，并且优化VBM方法相对于标准VBM方法能够更加准确地检测到大脑白质结构异常。除此之外，我们使用临床数据对大脑结构改变进行研究，结果同样说明了基于DARTEL的VBM方法检测效果优于其它几种VBM方法。对仿真数据及临床数据分析的结果证实了基于DARTEL的VBM方法的可靠性，这为我们今后进行体素水平的研究提供了方法指导。　　 (2)本文提出了结合基于DARTEL的VBM方法与皮层厚度分析方法对结构MRI的分析框架，分别从灰白质体积及皮层厚度两方面对未成年耳聋患者大脑结构及其不对称性进行研究。VBM方法分析结果显示耳聋患者大脑灰质体积并未有显著性的改变，而大脑白质体积在左侧额中回及右侧枕下回显著减小;我们使用皮层厚度分析方法发现了耳聋患者左侧中央前回、右侧中央后回、左侧枕上回及左侧梭状回的皮层厚度有显著性减小。对于不对称性分析，VBM方法发现耳聋患者小脑灰质体积及额下回白质体积的不对称性具有显著性改变，同时后扣带回、直回、楔前叶、额中回、额上回及枕中回的皮层厚度的不对称性也显示出了显著异常。这些结果说明了耳聋患者在早期失去听觉刺激的情况下大脑结构主要在语言及视觉相关区域发生了可塑性重组，同时也说明了不对称性分析在大脑结构分析中能够提供新的角度来研究大脑的可塑性重组。另外，我们发现了助听器的使用对小脑灰质体积及直回皮层厚度的不对称性改变具有显著性影响，说明助听器的使用能够带来大脑相应区域的可塑性重组。　　 (3)本文使用纤维束示踪的空间统计学（Tract-Based Spatial Statistics，TBSS）方法对弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging，DTI)进行分析，首次用于研究未成年耳聋患者大脑白质纤维的改变，并且检测手语及助听器的使用是否对耳聋患者白质纤维的改变造成显著的影响。我们发现在双侧颞上回、赫氏回、颞极、胼胝体及右侧丘脑处，耳聋患者的各向异性分数（fractional anisotropy，FA）相对于正常被试有显著性减小，而这些区域的径向弥散率（radial diffusivity，RD）有显著性增加。另外，相关分析检测到了听觉皮层（右侧颞上回）的径向弥散率与使用手语的时间呈显著负相关性。这些结果揭示了未成年耳聋患者大脑听觉相关区域发生了可塑性重组。　　 (4)本文提出了使用稀疏逆协方差估计方法构建大脑结构及功能连接的分析方案，利用结构MRI及静息态功能MRI研究未成年耳聋患者大脑连接的异常变化。相比于传统的用于构建脑连接的相关分析方法，稀疏逆协方差估计方法能够克服由样本量较少而使统计分析有效性减小的缺点。我们使用稀疏逆协方差估计方法分别构建大脑听觉、语言及视觉系统内部及之间的结构及功能连接，分析耳聋患者大脑结构及功能的可塑性。结构连接的分析结果显示耳聋患者听觉-视觉系统之间的结构连接相对于正常被试显著性增加，反映了耳聋患者大脑发生了听觉-视觉系统之间的“跨通道重组(cross-modalplasticity)”;静息态功能连接的分析结果显示耳聋患者听觉系统内部的连接减弱，而视觉系统内部的连接增强，说明了耳聋患者听觉及视觉系统内部的可塑性，与此同时我们也发现了听力损伤对语言系统内部及语言-视觉系统之间的连接存在显著的影响。