第一部分正常成人脑扩散张量成像的可重复性研究目的：利用3.0T超高场磁共振扫描仪进行DTI技术在中枢神经系统的应用研究,通过测量不同部位灰白质的FA值及ADC值,探讨同一测量者内部、不同测量者间及不同时间点扫描所得DTI数据的一致性及可重复性。材料与方法：对8例正常成人行MR检查,男3例,女5例,年龄23～29岁,平均25.3岁。所有研究对象均无神经系统或影响神经系统的疾病。使用GE signa Excite3.0T超导型核磁共振扫描仪,8通道头部线圈。采用EPI序列,在25个方向上施加扩散敏感梯度,扩散加权系数(b值)为1000s/mm2。8例受试者均行3次DTI扫描,前两次扫描为当天重复扫描两次,保证了定位线及受试者位置的一致性,一个月以后进行第三次扫描。在AW4.3工作站上,利用Functool软件获得部分各向异性(FA)图、表观扩散系数(ADC)图及方向编码彩色(DEC)图。分别于双侧半球的七个不同部位放置感兴趣区。为了比较测量者内部的差异,由同一名医生对8位受试者的第一次扫描数据不同部位的FA值及ADC值测量三次；为了比较测量者之间的差异,由三位有经验的放射科医师对8位受试者第一次扫描数据进行测量,在同一天进行；为了比较不同扫描时间点所得数据的变异程度,由同一位医师对8位受试者三次扫描所得数据进行测量,在同一天进行。采用信度分析比较测量者内部、不同测量者间及不同扫描间的可重复性及稳定性,并分别进行三次测量的组间比较(测量者内部、测量者间及扫描间)。为了比较重建者内部锥体束DTT重建的可重复性,由同一名医生对8位受试者的第一次扫描数据进行三次DTT重建；为了比较重建者之间的差异,由三位有经验的放射科医师对8位受试者第一次扫描数据进行DTT重建,在同一天进行；为了比较不同扫描时间点所得数据DTT重建的稳定性,由同一位医师对8位受试者三次扫描所得数据进行DTT重建,在同一天进行。分别用目测法比较不同组三次重建所得锥体束形态学有无差异。结果：1、同一测量者对单次扫描所测得数据的稳定性(1)同一测量者在双侧半球的七个不同部位三次测量所得的ADC值及FA值符合正态分布。同一测量者在相同部位三次测量所得ADC值、FA值差异均无统计学意义(P≥0.682)。(2)不同部位3次测量的信度分析显示有较好的一致性。Alpha系数均大于0.947；ICC均大于0.939,显示同一测量者三次测量有较高的信度和可重复性。在不同部位三次测量所得ADC值及FA值的变异系数CV均小于1.8%,显示三次测量变异程度较小。2、不同测量者对单次扫描所测得数据的稳定性(1)三个不同测量者在七个不同部位测量所得的ADC值及FA值符合正态分布。3名测量者在相同部位测量ADC、FA值,差异均无统计学意义,最小P值为0.135(P>0.05)。(2)不同部位3名测量者间所得数据的信度分析显示较好的一致性,Alpha系数在3名测量者间均大于0.823；ICC均大于0.833,显示不同测量者间有较高的信度和可重复性。在不同部位3名测量者所得ADC值及FA值的变异系数小于1.9%,显示三次测量数据变异程度较小。3、不同时间点三次扫描所得数据的稳定性(1)三个不同时间点扫描所得数据在七个不同部位测量所得的ADC值及FA值,除了半卵圆中心、内囊后肢、豆状核及丘脑四个位置的ADC值不满足正态分布以外,其他部位的ADC值及FA值均符合正态分布。比较3次扫描在相同部位的ADC、FA值,差异均无统计学意义,最小P值为0.392(P>0.05)。(2)3次扫描所得数据具有较好的一致性,Alpha系数均大于0.801；ICC均大于0.796,除了尾状核头、豆状核及丘脑区Alpha系数、ICC小于0.9,其余部位ADC值及FA值组内相关系数均大于0.9,显示3次不同时间点扫描数据间有较高的信度和可重复性。在不同部位3次扫描所得ADC值及FA值得变异系数CV均小于1.8%,显示三次测量数据变异程度较小。4、测量者内部、不同测量者间以及不同扫描间DTT重建所得锥体束均有较高一致性及可重复性。结论：1、3.0T磁共振DTI能够很好的在分子层面的基础上显示大脑灰白质的解剖结构,为精确定位及定量分析脑显微结构提供条件。2、同一测量者内部、不同测量者间以及不同时间点采集所得不同解剖部位的数据间均有较高的稳定性和准确性,为DTI在神经系统疾病的诊断及监测治疗效果提供了理论依据。3、DTT可以三维立体观察锥体束形态学特点,为锥体束相关性疾病的研究提供了一种较为直观的方法,该方法具有较高的可重复性。第二部分正常成人锥体束年龄相关性变化的DTI研究目的：利用3.0T超高场磁共振扫描仪进行DTI研究,探讨正常成人锥体束的各向异性及扩散特征,描述其部分各向异性(FA)和表观扩散系数(ADC)及其与年龄之间的相关性变化。材料与方法：95例正常成人行MR检查,其中男47例,女48例,年龄20～79岁,平均44.9岁。所有研究对象均无神经系统或影响神经系统的疾病。将研究对象按年龄分为3组：20-39岁为青年组(50例)、40-59岁为中年组(25例)、60岁及以上为老年组(20例)。所有受试对象均行常规MR检查和DTI检查(同第一部分)。分别用Functool软件的自由笔在半卵圆中心、内囊后肢、大脑脚层面的彩色编码图上描出锥体束,测量其FA值及ADC值。描绘出不同脑组织结构的扩散及各向异性特征,并对其FA和ADC值进行两两比较；对每个部位的FA、ADC值均进行与年龄的相关性分析,并分别进行三个组的组间比较,P值<0.05认为差异-有统计学意义。结果：1、不同层面正常锥体束的各向异性及扩散特征(1)左右半球双侧对称部位的FA、ADC值差异均无统计学意义(P>0.05)。男性与女性同一部位的FA、ADC值间差异无统计学意义(P>0.05)。(2)不同层面锥体束之间的FA、ADC值差异有统计学意义。两两比较发现不同层面锥体束的FA值之间的差异均具有统计学意义(P<0.001)。不同层面锥体束ADC值间两两比较差异均具有统计学意义(P<0.001)。(3)得出不同年龄组不同层面锥体束的FA、ADC值((?)±s)。2、大脑不同层面锥体束FA、ADC值与年龄因素的相关性(1)随着年龄的增加,半卵圆中心及内囊后肢的FA值与年龄呈负相关,相关性不是很强,大脑脚的FA值随年龄的增加有减低的趋势,但无统计学意义。(2)半卵圆中心的ADC值与年龄呈正相关,相关性不是很强,内囊后肢的ADC值呈增加的趋势,大脑脚的ADC值呈减低趋势,但均无统计学意义。3、各年龄组间不同层面锥体束FA、MD值的比较(1)FA值的组间比较：半卵圆中心以及内囊后肢层面的FA值各年龄组间的差异具有统计学意义。(2)ADC值的组间比较：半卵圆中心、内囊后肢及大脑脚层面锥体束ADC值在各组间差异均无统计学意义。结论：1、获得了3.0TMR检查条件下不同年龄组正常成人锥体束的FA、ADC参数的正常值,为临床研究锥体束相关疾病提供了参考信息。2、正常成人锥体束的各向异性与年龄有相关性,并且存在一定的规律。随着年龄的增长,锥体束的不同层面的FA值会降低,ADC值会增高。3、在不同年龄组间,大多数脑结构的FA、ADC值表现为老年组与青、中年组之间的差异,这说明在60岁以后正常老年人的大脑显微结构发生了显著变化,这种正常的老年性表现有助于与其他神经退行性疾病相鉴别。第三部分脑梗死的DTI初步研究目的：利用3.0TMR进行脑梗死的DTI研究。利用DTT研究梗死灶与锥体束的关系,用FA、ADC及本征矢量定量评价受累锥体束的顺行性和逆行性变性,并研究康复治疗前后患侧及健侧锥体束显微结构的变化。材料与方法：对37例脑梗死患者进行DTI检查,其中男24例,女13例,年龄31～80岁,平均44.9岁。根据纤维束成像(DTT)梗死灶与锥体束的关系分为受压组和破坏组,受压组18例,破坏组19例。所有患者均在发病1周以内行常规MR检查及DTI检查,检查当天由神经内科医师进行神经功能评分,采用美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS).破坏组中11例病人发病3～6个月以后行第二次常规MRI及DTI检查。分别于患侧及健侧半球的半卵圆中心、内囊后肢、大脑脚放置感兴趣区。重建出患侧的锥体束,观察与梗死灶的关系及锥体束的完整性。比较患侧、健侧半球间同一解剖部位的FA、ADC及本征矢量值；对受压组及破坏组患侧、健侧的DTI参数及NIHSS评分进行比较；比较破坏组前后两次检查患侧、健侧的FA、ADC及本征矢量值。P值<0.05认为差异有统计学意义。结果：1、受压组、破坏组锥体束形态学观察及两组受累锥体束DTI参数的比较(1)破坏组DTT显示患侧锥体束部分缺失,局部纤维束连续性中断。受压组DTT显示患侧锥体束与梗死灶相邻,锥体束形态保持完整。(2)两组双侧锥体束的FA值差异具有统计学意义,ADC值在双侧大脑半球间差异无统计学意义；(3)锥体束FA值在大脑脚层面两组患侧间差异具有统计学意义,受压组FA值要高于破坏组。锥体束ADC值在两组健侧半卵圆中心层面及患侧大脑脚层面差异具有统计学意义。破坏组及受压组NIHSS评分差异具有统计学意义。2、锥体束破坏组治疗前后患侧及健侧锥体束动态变化治疗前后两次DTI检查患侧半球间及健侧半球间FA值差异具有统计学意义,在患侧锥体束FA值呈现降低的趋势,健侧FA值呈增高的趋势；结论：1、扩散张量纤维束成像能够反映常规MRI所发现不了的锥体束变化,通过三维重建可以显示梗死灶对锥体束的影响,判断锥体束破坏或者受压,有利于预后判断。2、DTI可以对受累锥体束做出定量评价,在脑梗死早期受压组锥体束FA值要高于破坏组锥体束,破坏组患侧锥体束FA值随着时间的推移有降低的趋势。可用FA值来定量评价锥体束受累程度。3、健侧锥体束FA值随着时间的推移有升高趋势,有助于解释健侧半球在脑梗死患者患侧肢体康复中的作用,配合fMRI有助于揭示神经功能可塑性。