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第一部分应用合成MRI探索健康成人大脑白质老化的初步研究目的采用合成MRI技术评估健康成人脑老化过程中大脑白质体积及弛豫值的变化趋势。材料和方法收集2017年11月至2018年8月在我院接受检查的健康成年人107名,根据年龄分为20-39岁组（29名）、40-59岁组（31名）、60-79岁组（30名）、≥80岁组（17名）。所有受检者均接受合成MRI技术扫描,经过后处理获得白质体积、白质体积分数、白质T1值和T2值。将各参数值与年龄进行非线性回归分析,使用ANOVA检验分析不同年龄组大脑白质体积及弛豫参数差异。大脑白质体积与白质T1值和T2值进行Pearson相关分析。结果大脑白质体积（男、女分别统计）、白质体积分数、白质T1值和T2值与年龄均呈二次曲线相关趋势[R2分别为0.67（男）、0.42（女）、0.44、0.52、0.25,P＜0.001],男性大脑白质体积与年龄有最优拟合度,40-59岁区间不仅为大脑白质体积最高点,也是T1值和T2值的最低点。4个年龄组间男性脑白质体积、女性脑白质体积、白质体积分数、白质T1值及T2值差异均具有统计学意义[男性白质体积分别为（608±48）ml、（615±54）ml、（558±82）ml 和（463±46）ml,F=19.49,P＜0.001,女性白质体积分别为（538±54）ml、（546±52）ml 和（471±66）ml（≥80岁组女性人数太少,未进行计算）,F=8.70,P=0.001,白质体积分数分别为 0.44±0.02、0.47±0.02、0.43±0.03 和 0.40±0.02,F=23.18,P＜0.001,白质 T1值分别为（728±10）ms、（721±11）ms、（740±16）ms 和（757±13）ms,F=35.04,P＜0.001,白质 T2 值分别为（71.4± 1.2）ms、（70.6±2.1）ms、（72.2±2.5）ms和（73.4±2.4）ms,F=7.10,P＜0.001（按照年龄增龄顺序）]。男、女大脑白质体积与白质T1值[r分别为-0.69（男）、-0.73（女）,P＜0.001]及白质T2值[r分别为-0.50（男）、-0.49（女）,P＜0.001]均呈线性负相关分析。结论通过合成MRI技术所提供的健康成年人大脑白质体积和弛豫参数,本研究发现大脑白质体积、白质体积分数和弛豫值与年龄均呈曲线相关分析,40-59岁区间大脑白质体积最高;本研究还为健康成年人不同年龄阶段提供了大脑体积和弛豫的数据参考值。第二部分合成MRI技术在阿尔茨海默病中的应用目的应用合成MRI技术探索阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）患者大脑白质体积和弛豫参数的改变。材料与方法收集我院2018年7月-2019年12月期间18例AD患者及18例性别、年龄匹配的健康对照组,在GE 3.0T磁共振机器上进行进行头部合成MRI技术扫描,经过后处理得到大脑白质体积、白质体积分数和脑实质体积;勾画大脑白质12个感兴趣区,包括双侧额叶白质、顶叶白质、颞叶白质、枕叶白质、胼胝体膝部和压部、双侧内囊后肢,得到其T1值、T2值和质子密度（proton density,PD）值。利用IBM SPSS 19.0进行数据分析,采用独立样本t检验方法计算两组间MRI定量参数的差异。AD组T1值、T2值和PD值与简易精神状态量表（mini-mental state examination,MMSE）评分进行Pearson相关性分析。对以上差异具有统计学意义的MR定量参数进行受试者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲线分析,计算曲线下面积（area under the curve,AUC）。结果AD组和健康对照组大脑白质体积、白质体积分数和脑实质体积差异未见统计学意义[大脑白质体积分别为（444.68±59.69）ml vs（470.78±89.19）ml,t=-1.05,P=0.30;白质体积分数分别为 0.41±0.24 vs 0.41±0.34,t=-0.62,P=0.54;脑实质体积分别为（1094.17±115.94）mlvs（1137.15±147.64）ml,t=-0.99,P=0.32]。AD组和健康对照组右侧枕叶白质和左侧顶叶白质感兴趣区T1值差异具有统计学意义[T1 值分别为（797.55±66.44）ms vs（753.48±40.85）ms、（829.79±65.36）ms vs（787.73±36.45）ms,t值分别为 2.49、2.41,P值分别为 0.02、0.02],右侧枕叶白质、左侧顶叶白质和右侧颞叶白质感兴趣区T2值差异具有统计学意义[T2值分别为（87.04±11.26）ms vs（79.12±5.44）ms、（86.71±10.71）ms vs（78.75±5.44）ms、（79.98±8.48）ms vs（74.01±7.52）ms,t值分别为 2.55、2.84 和 2.30,P值分别为0.02、0.01和0.03],AD组T1值和T2值均高于健康对照组。余9个白质感兴趣区T1值和T2值两组间差异未见统计学意义。AD组和健康对照组12个白质感兴趣区PD值差异未见统计学意义。AD组内12个白质感兴趣区的T1值、T2值和PD值与MMSE评分未见显著相关性。ROC曲线分析右侧枕叶白质和左侧顶叶白质感兴趣区T1值、右侧枕叶白质、左侧顶叶白质和右侧颞叶白质感兴趣区T2值对AD具有诊断效能,P值均小于0.05,AUC范围0.69-0.74。结论合成MRI技术可一次性提供脑容量、弛豫值等定量参数,本研究发现AD患者右侧枕叶白质和左侧顶叶白质T1值和T2值、右侧颞叶白质T2值均高于健康对照组,这可能有助于AD临床诊断。第三部分定量磁共振技术在阿尔茨海默病和轻度认知障碍中的应用目的联合酰胺质子转移（amide proton transfer,APT）成像技术和纵向弛豫技术,观察阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）和轻度认知障碍（mild cognitive impairment,MCI）患者APT参数和T1值的变化。材料与方法前瞻性收集我院2020年9月-2022年1月期间29例AD患者、19例MCI患者及20例性别、年龄匹配的健康对照组,于西门子3.0T磁共振机器上进行进行3D APT、3D T1加权结构像及T1mapping磁共振成像采集,使用Matlab平台自主编写的程序计算脑内包括双侧大脑各脑叶灰质和白质、双侧海马等在内的30个亚区的MRI定量参数,这些MRI定量参数包括3.5ppm处非对称性磁化转移率（magnetization transfer ratio asymmetry metric,MTRasym）、归一化后的化学交换饱和转移率（chemical exchange saturation transfer ration normalized with the reference value,CESTRnr）、基于交换弛豫的磁化转移率（magnetisation transfer ratio relaxation due to exchange,MTRRex）、表观交换依赖弛豫（apparent exchange-dependent relaxation,AREX）和T1值。利用IBM SPSS 19.0进行数据分析,采用ANOVA检验比较三组间MRI定量参数的差异,对有差异的脑区进一步进行两两对比（Bonferroni校正）。AD组和MCI组的MRI定量参数与简易精神状态量表（mini-mental state examination,MMSE）和蒙特利尔认知评估量表（montreal cognitive assessment,MoCA）评分进行Pearson相关性分析。MRI定量参数对AD的诊断效能用受试者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲线分析,计算曲线下面积（area under the curve,AUC）,并联合APT参数和T1值进行多因素二元逻辑回归分析。结果AD组、MCI组和健康对照组左侧额叶灰质和白质MTRasym值差异具有统计学意义[MTRasym（%）分别为 1.43±0.40 vs 1.13±0.38 vs 1.27±0.26、0.96±0.40 vs 0.73±0.28 vs 0.72±0.22（AD vs MCI vs 健康对照组）,F 值分别为 4.18、4.19,P值分别为0.020,0.019],AD组MTRasym值最高。左侧海马、右侧海马、左侧额叶灰质和左侧额叶白质CESTRnr值三组间差异具有统计学意义[CESTRnr（%）分别为3.44±0.87 vs 3.72±0.80 vs 4.04±0.46、3.33±0.99 vs 3.75±0.63 vs 3.89±0.58、2.78±0.76 vs 2.22±0.76 vs 2.51±0.48、2.27±0.85 vs 1.78±0.70 vs 1.76±0.54（AD vs MCI vs健康对照组）,F值分别为3.85、3.25、3.74、3.30,P值分别为0.026,0.045、0.029、0.026]。左侧海马、右侧海马、左侧额叶灰质、左侧额叶白质和右侧岛叶MTRRex在三组间差异具有统计学意义[MTRRex（%）分别为7.18±2.36 vs 8.32±2.13 vs 9.46±1.32、7.02±2.87 vs 8.52±1.89 vs 9.09±1.66、5.57± 1.56 vs 4.49±1.58 vs 5.09±1.02、5.52±1.96 vs 4.42± 1.81 vs4.39±1.39、5.46± 1.75 vs 6.03± 1.41 vs 6.74±1.99（AD vs MCI vs 健康对照组）,F 值分别为 7.44、5.30、3.24、3.30 和 3.18,P值分别为0.001,0.007、0.046、0.043和0.048]。左侧海马、右侧海马、左侧枕叶灰质和右侧岛叶AREX值在三组间差异具有统计学意义[AREX（%）分别为5.08±1.96 vs 6.11±1.76 vs 7.21±1.25、5.10±2.49 vs 6.39±1.63 vs 7.08±1.49、5.34±0.82 vs 5.68±0.97 vs 6.18±1.09、3.56± 1.31 vs 4.13±1.21 vs 4.68± 1.48（AD vs MCI vs健康对照组）,F值分别为9.08、6.10、4.66和4.27,P值分别为0.001,0.004,0.013和0.018]。双侧额叶、顶叶、颞叶和枕叶白质、双侧海马和右侧岛叶T1值在三组间具有统计学差异（P值均小于0.05）。脑内多个亚区的APT参数与MMSE和MoCA量表呈正相关关系,T1值未发现与临床量表的相关性。ROC曲线分析表明MRI定量参数对AD具有一定的诊断效能（AUC=0.66-0.81）。多因素二元逻辑回归分析发现左侧额叶白质MTRasym和左侧海马AREX对鉴别AD和健康对照组具有统计学意义（P值分别为 0.001,0.018）,AUC为0.89。结论不同定量磁共振技术所提供的数据可反映AD患者大脑不同病理改变。对于APT技术,AD与MCI组主要差异脑区为左侧额叶灰质,AD与健康对照组主要差异脑区为双侧海马、左侧额叶白质;AD组双侧海马和多个大脑白质亚区T1值高于MCI组和健康对照组。APT技术提供多个MRI定量参数与MMSE和MoCA评分具有正相关关系。由此可见,定量磁共振技术可能作为AD诊断和鉴别诊断、监测AD病程的有力工具。