一種綜合性磁共振成像裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種綜合性磁共振成像裝置，本發(fā)明將腦功能成像、MRI灌注成像、磁共振彌散成像進(jìn)行聯(lián)合，協(xié)助評(píng)估運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病和帕金森病的腦損傷，為病情判定提供有益的判定依據(jù)，提高了疾病判定的準(zhǔn)確率；因ALS患者會(huì)伴有FTD，故皮層厚度等檢測(cè)手段也有助于疾病的診斷及研究；所以，功能性磁共振成像（fMRI)和彌散張量成像技術(shù)具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，二者聯(lián)合在神經(jīng)科學(xué)研究中具有廣闊的應(yīng)用前景，能提供獨(dú)一無(wú)二的腦結(jié)構(gòu)及功能信息。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種綜合性磁共振成像裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種成像裝置及其方法，尤其涉及一種用于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病和帕金森病 腦損傷檢測(cè)的成像裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前神經(jīng)科學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病和帕金森病，這兩種疾病同 屬于神經(jīng)變性病，其病因仍然不甚清楚，現(xiàn)在研究的方向主要是不同病程階段腦如何損傷 (損傷部位、程度以及相應(yīng)特征)，治療過(guò)程中病理生理如何變化以及藥物對(duì)腦損傷、病情發(fā) 展的作用；一般根據(jù)臨床癥狀和體征來(lái)判定腦損傷缺乏特異性和量化指標(biāo)，因此，臨床上亟 需有效的輔助檢查手段尤其是影像學(xué)檢查提供疾病的腦損傷改變，并對(duì)疾病的進(jìn)展進(jìn)行有 效的判斷； 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元?。╩otor neuron disease, MND)是一組選擇性侵犯脊髓前角細(xì)胞、腦干 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元、皮層錐體細(xì)胞及錐體束的慢性進(jìn)行性神經(jīng)變性疾病，發(fā)病率約為每年1-3/10 萬(wàn)，患病率為每年4-8/10萬(wàn)；由于多數(shù)患者于出現(xiàn)癥狀后3-5年內(nèi)死亡，因此，該病的患病 率與發(fā)病率較為接近；MND病因尚不清楚，一般認(rèn)為是隨著年齡增長(zhǎng)，由遺傳易感個(gè)體暴露 于不利環(huán)境中所造成的，即遺傳因素和環(huán)境因素共同導(dǎo)致了運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病的發(fā)生； 而帕金森病（Parkinson' s disease, PD)是一種常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，在老年人 中較為多見(jiàn)，平均發(fā)病年齡約為60歲，40歲以下起病的青年帕金森病較少見(jiàn)，我國(guó)65歲以 上人群ro的患病率大約是1. 7%，大部分帕金森病患者為散發(fā)病例，僅有不到10%的患者有 家族史；帕金森病最主要的病理改變是中腦黑質(zhì)多巴胺（dopamine, DA)能神經(jīng)元的變性死 亡，由此而引起紋狀體DA含量顯著性減少而致病，導(dǎo)致這一病理改變的確切病因目前仍不 清楚，遺傳因素、環(huán)境因素、年齡老化、氧化應(yīng)激等均可能參與ro多巴胺能神經(jīng)元的變性死 亡過(guò)程；對(duì)于帕金森病，當(dāng)患者出現(xiàn)臨床癥狀時(shí)黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元死亡至少在50%以上， 紋狀體多巴胺（DA)含量減少在80%以上，提示PD存在亞臨床期。因此，如何早期發(fā)現(xiàn)臨 床前患者已成為帕金森病研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，常規(guī)血、腦脊液檢查多無(wú)異常，頭CT、MRI 也無(wú)特征性改變，以18F-多巴作為示蹤劑行多巴攝取功能PET顯像可顯示多巴胺遞質(zhì)合成 減少，以125Ι-β-CIT、99mTc-TR0DAT-l作為示蹤劑行多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體（DAT)功能顯像可顯示 DAT數(shù)量減少，在疾病早期甚至亞臨床期即可顯示降低，可評(píng)估腦損傷。但此項(xiàng)檢查費(fèi)用較 貴，尚未常規(guī)開(kāi)展，因此，亟需其它的輔助檢查手段對(duì)兩種疾病的腦損傷提供依據(jù)； 目前，ro的腦損傷的評(píng)估主要依靠病史、臨床癥狀和體征；根據(jù)英國(guó)帕金森病協(xié)會(huì)腦 庫(kù)的診斷標(biāo)準(zhǔn)，臨床上使用UPDRS評(píng)分和Hoehn-Yahr分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估其嚴(yán)重程度及病 程，缺乏客觀(guān)依據(jù)，且診斷需排除帕金森綜合征、帕金森疊加綜合征和特發(fā)性震顫，據(jù)文獻(xiàn) 報(bào)道診斷的準(zhǔn)確性?xún)H為82% ;據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，約30%的健康志愿者，在神經(jīng)系統(tǒng)檢查中，也可 有輕微的震顫表現(xiàn)，由于帕金森病與早期帕金森疊加綜合征的臨床表現(xiàn)相似，誤診率高達(dá) 25%，發(fā)病5年內(nèi)帕金森病診斷的正確率為65%，病程12年以上，與尸檢對(duì)比，診斷的正確率 是76%，由此可知，僅依靠病史、臨床表現(xiàn)來(lái)評(píng)估帕金森病腦損傷不夠理想。因此，探索一種 安全、有效的方法來(lái)監(jiān)測(cè)帕金森病的腦損傷是非常必要的；迄今為止，影像學(xué)對(duì)帕金森病的 研究主要集中于形態(tài)學(xué)和代謝功能的改變，主要涉及黑質(zhì)體積的測(cè)量、錐體外系核團(tuán)鐵沉 積的測(cè)量、黑質(zhì)-紋狀體纖維通路及質(zhì)子波譜的研究等，對(duì)評(píng)估帕金森病腦損傷的靈敏性 和特異性均不甚滿(mǎn)意，功能磁共振技術(shù)已廣泛應(yīng)用于腦功能的臨床和基礎(chǔ)研究，結(jié)合了功 能、解剖和影像三方面的因素，為臨床磁共振診斷從單一形態(tài)學(xué)研究到與功能相結(jié)合的系 統(tǒng)研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持；該技術(shù)具有無(wú)創(chuàng)傷性、無(wú)放射性、可重復(fù)性、較高的時(shí)間 和空間分辨率、可準(zhǔn)確定位腦功能區(qū)等特點(diǎn)，為腦神經(jīng)科學(xué)提供了廣闊的應(yīng)用前景；現(xiàn)在越 來(lái)越多的研究線(xiàn)索提示，功能磁共振在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病和帕金森病腦損傷及病情評(píng)估中的應(yīng) 用潛力巨大；因此，我們提出采用功能磁共振的方法來(lái)評(píng)估運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病和帕金森病的腦 損傷，為疾病的早期干預(yù)治療提供高質(zhì)量的證據(jù)；功能磁共振主要分為以下幾種類(lèi)型： BOLD fMRI 1990年，Ogawa等人根據(jù)腦功能活動(dòng)區(qū)氧合血紅蛋白（Hb02)含量的增加 導(dǎo)致磁共振信號(hào)增強(qiáng)的原理得到了關(guān)于人腦的功能性磁共振圖像，即血氧水平依賴(lài)的腦功 能成像（Blood Oxygen Level Dependent fMRI, BOLD fMRI)。由于血液動(dòng)力學(xué)反應(yīng)與腦 神經(jīng)活動(dòng)之間存在著緊密的聯(lián)系，BOLD fMRI信號(hào)與局部腦血流、氧合血紅蛋白（Hb02)和脫 氧血紅蛋白（dHb)含量密切相關(guān)。當(dāng)被特定的任務(wù)刺激后(如視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等)，可激活相應(yīng)的 腦功能皮質(zhì)區(qū)，從而引起局部腦血流量和氧交換量的增加，氧的供量大于氧的消耗量，其結(jié) 果導(dǎo)致氧合血紅蛋白含量增加，脫氧血紅蛋白含量降低。脫氧血紅蛋白具有順磁特性，可使 組織毛細(xì)血管內(nèi)外出現(xiàn)非均勻性的磁場(chǎng)，從而加快質(zhì)子的失相位，縮短了 T2馳豫時(shí)間，導(dǎo) 致T2加權(quán)信號(hào)降低。因此當(dāng)脫氧血紅蛋白含量減少時(shí)，可促使局部的T2加權(quán)信號(hào)增強(qiáng)，從 而獲得相應(yīng)激活腦區(qū)的功能成像圖。嗅覺(jué)功能檢測(cè)可以被用來(lái)早期預(yù)測(cè)帕金森病的患病風(fēng) 險(xiǎn)，多項(xiàng)研究表明90%的ro患者有嗅覺(jué)功能異常，其出現(xiàn)時(shí)間甚至早于運(yùn)動(dòng)障礙的癥狀；而 在MSA、PSP患者中一般無(wú)或僅有輕度嗅覺(jué)功能異常，血管性帕金森綜合征患者的嗅覺(jué)功能 完好。MRI嗅覺(jué)研究的客觀(guān)性好，應(yīng)用fMRI對(duì)正常中老年和青年人進(jìn)行嗅覺(jué)刺激的對(duì)照研 究，發(fā)現(xiàn)青年組的梨狀皮質(zhì)、杏仁核區(qū)、眶額皮質(zhì)、島葉、小腦有激活；老年組也有類(lèi)似部位 的激活，但是在接受初級(jí)嗅覺(jué)投射結(jié)構(gòu)（如梨狀皮質(zhì)、內(nèi)嗅皮質(zhì)、杏仁核）的激活則顯著減 低。該結(jié)果支持以前的一種假說(shuō)，即處理嗅覺(jué)信息腦區(qū)的異?；蛲俗兪菍?dǎo)致帕金森病嗅覺(jué) 減退的主要原因。
[0003] 動(dòng)脈血質(zhì)子自旋標(biāo)記MRI灌注成像（arterial spin labeling, ASL-MRI)，即動(dòng)脈 自旋標(biāo)記技術(shù)，是一種以可自由彌散的水為內(nèi)在示蹤劑的MRI灌注成像方法，它利用反轉(zhuǎn) 脈沖標(biāo)記上游動(dòng)脈血中的水質(zhì)子，將下游成像層所獲標(biāo)記圖像與沒(méi)有標(biāo)記的對(duì)照組減影而 獲得器官的血流量。多數(shù)情況下能夠?qū)δX血流量行多層測(cè)量，該技術(shù)無(wú)創(chuàng)、無(wú)需注射對(duì)比劑 或放射性物質(zhì)，空間和時(shí)間分辨率均較正電子發(fā)射體層攝影高。動(dòng)脈血質(zhì)子自旋標(biāo)記MRI 灌注成像能較準(zhǔn)確地量化腦局部的血流量。檢查程序及圖像后處理簡(jiǎn)單，易重復(fù)多次使用， 所以可考慮作為了解此類(lèi)患者腦組織血流灌注情況的篩選檢查。早在1877年Jean-Martin Charcot就已描述帕金森病患者存在認(rèn)知和性格改變，但是直到20世紀(jì)60年代帕金森病 癡呆（Parkinson' S disease dementia, FOD)才引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，患者 PDD的發(fā)生率為24% - 31%，有70%?80%的患者最終會(huì)發(fā)展為T(mén)OD，在各種類(lèi)型的癡呆 中roD占3%?4%。而且ro患者以每年?ο%的速度進(jìn)展為roD。因而roD已成為嚴(yán)重影響 老年人社會(huì)功能和生活質(zhì)量的疾病。然而，日前國(guó)內(nèi)臨床醫(yī)師對(duì)此重視不足，且相關(guān)研究甚 少。帕金森病癡呆主要與路易體癡呆、阿爾茨海默病等相鑒別。帕金森病和帕金森病癡呆 存在后部皮層局部腦血流的低灌注，這種影像學(xué)表現(xiàn)靈敏度較高，是帕金森病癡呆較為特 異性的腦損傷表現(xiàn)。肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)累及上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，臨床上普遍采用肌萎縮側(cè) 索硬化功能評(píng)分量表（ALS FRS)來(lái)評(píng)估疾病嚴(yán)重程度，而腦損傷的直接影像學(xué)表現(xiàn)可通過(guò) ASL MRI實(shí)現(xiàn)，ASL MRI能顯示肌萎縮側(cè)索硬化的疾病嚴(yán)重程度與局部灰質(zhì)腦血流灌注正相 關(guān)(額葉、中扣帶回和頂葉)。
[0004] 磁共振彌散成像（DTI)是目前在活體上測(cè)量水分子彌散運(yùn)動(dòng)與成像的唯一方法， 最常用的主要包括彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging, DWI)和彌散張量成像 (diffusion tensor imaging，DTI)。DTI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)尤其對(duì)白質(zhì)和灰質(zhì)的區(qū)別以及白 質(zhì)纖維的走行有很好的成像效果，可了解病變?cè)斐傻陌踪|(zhì)纖維束受壓移位、浸潤(rùn)與破壞，為 監(jiān)測(cè)病變的進(jìn)展提供更多信息。DTI對(duì)于神經(jīng)科學(xué)是一個(gè)新的突破，使得研究者得以了解活 體的神經(jīng)纖維走行.這不僅有助于深入了解人腦纖維的結(jié)構(gòu)，而且在臨床上有很大的價(jià)值， 成為近期腦功能成像技術(shù)研究的最新熱點(diǎn)之一。DTI較常規(guī)MRI最大的優(yōu)勢(shì)是可以清楚的 顯示腦白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)，并可通過(guò)彩色張量圖、纖維示蹤圖顯示白質(zhì)纖維的走行方向，在顱內(nèi) 發(fā)生病變時(shí)即可顯示白質(zhì)纖維與病變的關(guān)系。肌萎縮性側(cè)索硬化癥（ALS)是一種慢性漸發(fā) 的疾病，是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病的一種類(lèi)型，是由各種神經(jīng)元的損害及脊髓側(cè)索硬化引起的肌肉 萎縮疾病。病理和常規(guī)的影像學(xué)檢查并不一定能觀(guān)察到神經(jīng)元的萎縮和丟失。有研究發(fā)現(xiàn) 在內(nèi)囊后肢和大腦腳平面，ALS患者的FA值下降，提示存在皮質(zhì)脊髓束變性，另外，胼胝體 受累也是ALS的特征性征象之一，DTI可以在活體無(wú)創(chuàng)性地對(duì)錐體束及其潛在病變進(jìn)行檢 測(cè)和評(píng)價(jià)，對(duì)確定ALS的腦損傷及加深對(duì)該病的認(rèn)識(shí)可提供有用的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的綜合性磁共振成像系統(tǒng)， 該系統(tǒng)將腦功能成像、MRI灌注成像、磁共振彌散成像進(jìn)行聯(lián)合，對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病和帕金森 病進(jìn)行綜合性的檢測(cè)及判定，該系統(tǒng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)各種病理的精確檢測(cè)，提高疾病判定 的準(zhǔn)確率，同時(shí)，該裝置還能夠有效地實(shí)現(xiàn)腦功能成像、MRI灌注成像、磁共振彌散成像的互 補(bǔ)；本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種綜合性磁共振成像方法，該方法操作簡(jiǎn)單，方便，精 確地實(shí)現(xiàn)患者每個(gè)部位的檢測(cè)，為準(zhǔn)確地判斷提供依據(jù)； 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案： 一種綜合性磁共振成像裝置，包括信息采集模塊、信息處理模塊及圖像顯示模塊；其特 征在于：所述信息處理模塊用于各種信息進(jìn)行分析、處理、計(jì)算概率密度函數(shù)并構(gòu)建圖像信 息模型；所述信息采集模塊與信息處理模塊相連接，用于將所述采集到信息分析并進(jìn)行相 應(yīng)的分配；所述圖像顯示模塊與信息處理模塊相連接，用于將信息處理模塊中構(gòu)建的圖像 信息進(jìn)行顯示； 進(jìn)一步改進(jìn)，所述信息采集模塊包括腦功能信息采集單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息采集單 元及水分子彌散信息單元；腦功能信息采集單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息采集單元及水分子彌 散信息單元分別與信息處理模塊相連接； 進(jìn)一步改進(jìn)，所述腦功能信息采集單元包括圖像數(shù)據(jù)采集單元及導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集單元； 所述圖像數(shù)據(jù)采集單元與導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集單元用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)層面的K空間內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)、導(dǎo) 航數(shù)據(jù)的采集，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)的交替采集；其中圖像數(shù)據(jù)采集單元是該層面K空間數(shù)據(jù) 的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集；導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集單元是對(duì)該層面Κ空間數(shù)據(jù)的指定的中間行數(shù) 據(jù)進(jìn)行采集； 進(jìn)一步改進(jìn)，所述信息處理模塊包括腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理單 元及水分子彌散信息處理單元； 進(jìn)一步改進(jìn)，所述腦功能信息處理單元包括包括圖像預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)計(jì)算單元及圖 像重建單元；所述圖像預(yù)處理單元用于對(duì)采集的信息進(jìn)行預(yù)處理；所述圖像預(yù)處理單元用 于對(duì)采集的信息進(jìn)行預(yù)處理，所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元用于計(jì)算每個(gè)像素之間的功能連接模式； 所述圖像重建單元用于將處理后的信息重新組成圖像信息； 進(jìn)一步改進(jìn)，所述水分子彌散信息處理單元包括密度函數(shù)計(jì)算單元及圖像重建單元； 本發(fā)明還包括利用上述裝置進(jìn)行成像的方法，具體步驟如下： 步驟一、利用信息采集模塊進(jìn)行信息的采集，并將采集的信息進(jìn)行初步分析后，分別輸 送到信息處理模塊中的腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理采集單元及水分子彌 散信息處理單元內(nèi)； 步驟二、利用信息處理模塊中的腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理采集單 元及水分子彌散信息處理單元對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理，并將處理后的信息數(shù)據(jù)進(jìn) 行圖像的重建，并將重建的圖像信息輸送給圖像顯示模塊，進(jìn)行顯示； 步驟三、利用圖像顯示模塊將圖像顯示給檢測(cè)人員； 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將腦功能成像、MRI灌 注成像、磁共振彌散成像進(jìn)行聯(lián)合，協(xié)助評(píng)估運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病和帕金森病的腦損傷，為病情判 定提供有益的判定依據(jù)，提高了疾病判定的準(zhǔn)確率；因ALS患者會(huì)伴有FTD，故皮層厚度等 檢測(cè)手段也有助于疾病的診斷及研究；所以，功能性磁共振成像（fMRI)和彌散張量成像技 術(shù)具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，二者聯(lián)合在神經(jīng)科學(xué)研究中具有廣闊的應(yīng)用前景，能提供獨(dú)一無(wú)二 的腦結(jié)構(gòu)及功能信息。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0008] 如圖1所示，一種綜合性磁共振成像裝置，包括信息采集模塊、信息處理模塊及圖 像顯示模塊；其特征在于：所述信息處理模塊用于各種信息進(jìn)行分析、處理、計(jì)算概率密度 函數(shù)并構(gòu)建圖像信息模型；所述信息采集模塊與信息處理模塊相連接，用于將所述采集到 信息分析并進(jìn)行相應(yīng)的分配；所述圖像顯示模塊與信息處理模塊相連接，用于將信息處理 模塊中構(gòu)建的圖像信息進(jìn)行顯示； 進(jìn)一步的，所述信息采集模塊包括腦功能信息采集單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息采集單元 及水分子彌散信息單元；腦功能信息采集單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息采集單元及水分子彌散 信息單元分別與信息處理模塊相連接； 進(jìn)一步的，所述腦功能信息采集單元包括圖像數(shù)據(jù)采集單元及導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集單元； 進(jìn)一步的，所述信息處理模塊包括腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理單元 及水分子彌散信息處理單元； 進(jìn)一步的，所述腦功能信息處理單元包括包括圖像預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)計(jì)算單元及圖像 重建單元；所述圖像預(yù)處理單元用于對(duì)采集的信息進(jìn)行預(yù)處理；所述圖像預(yù)處理單元用于 對(duì)采集的信息進(jìn)行預(yù)處理，所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元用于計(jì)算每個(gè)像素之間的功能連接模式；所 述圖像重建單元用于將處理后的信息重新組成圖像信息； 進(jìn)一步的，所述水分子彌散信息處理單元包括密度函數(shù)計(jì)算單元及圖像重建單元； 本發(fā)明還包括利用上述裝置進(jìn)行成像的方法，具體步驟如下： 步驟一、利用信息采集模塊進(jìn)行信息的采集，并將采集的信息進(jìn)行初步分析后，分別輸 送到信息處理模塊中的腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理采集單元及水分子彌 散信息處理單元內(nèi)； 所述圖像數(shù)據(jù)采集單元與導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集單元用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)層面的K空間內(nèi)的圖像數(shù) 據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)的采集，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)的交替采集；其中圖像數(shù)據(jù)采集單元是該層面K空間 數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集；導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集單元是對(duì)該層面K空間數(shù)據(jù)的指定的中間 行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集； 所述水分子彌散信息采集單元采集的數(shù)據(jù)為無(wú)彌散圖和多個(gè)彌散圖所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信 息； 步驟二、利用信息處理模塊中的腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理采集單 元及水分子彌散信息處理單元對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理，并將處理后的信息數(shù)據(jù)進(jìn) 行圖像的重建，并將重建的圖像信息輸送給圖像顯示模塊，進(jìn)行顯示； 步驟三、利用圖像顯示模塊將圖像顯示給檢測(cè)人員； 本發(fā)明將腦功能成像、MRI灌注成像、磁共振彌散成像進(jìn)行聯(lián)合，協(xié)助評(píng)估運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元 病和帕金森病的腦損傷，為病情判定提供有益的判定依據(jù)，提高了疾病判定的準(zhǔn)確率；因 ALS患者會(huì)伴有FTD，故皮層厚度等檢測(cè)手段也有助于疾病的診斷及研究；所以，功能性磁 共振成像（fMRI)和彌散張量成像技術(shù)具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，二者聯(lián)合在神經(jīng)科學(xué)研究中具有 廣闊的應(yīng)用前景，能提供獨(dú)一無(wú)二的腦結(jié)構(gòu)及功能信息； 功能磁共振在顯示運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病和帕金森病的腦損傷方面有巨大的應(yīng)用潛力，使得監(jiān) 測(cè)不同病程階段的腦損傷成為可能；目前，彌散張量成像是能夠在體呈現(xiàn)人腦解剖連接的 唯一手段，運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)能對(duì)人腦組織，包括灰質(zhì)和白質(zhì)的擴(kuò)散特性進(jìn)行定量研究，并且能 夠形象地顯示人腦生理或病理狀態(tài)下的纖維束形態(tài)、走行等，但彌散張量成像不能提供皮 層功能情況信息；彌散張量成像是發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)脊髓通路病變的新技術(shù)，具有一定的發(fā)展?jié)撃堋?因ALS患者會(huì)伴有FTD，故皮層厚度等檢測(cè)手段也有助于疾病的診斷及研究；所以，功能性 磁共振成像（fMRI)和彌散張量成像技術(shù)具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性，二者聯(lián)合在神經(jīng)科學(xué)研究中具 有廣闊的應(yīng)用前景，能提供獨(dú)一無(wú)二的腦結(jié)構(gòu)及功能信息； 對(duì)于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病，迄今為止尚無(wú)可以治愈該病的方法，治療措施主要是為了減輕癥 狀、延緩病情的進(jìn)展及提高患者的生存質(zhì)量；針對(duì)發(fā)病機(jī)制，延緩病情進(jìn)展藥物：力如太 (Rilutek)是目前唯一一個(gè)美國(guó)食品藥品監(jiān)督局（FDA)批準(zhǔn)的用于治療ALS的藥物，也是到 目前為止，唯一一個(gè)證明對(duì)動(dòng)物模型有效，臨床也有效的藥物，其主要作用時(shí)可以延緩病情 發(fā)展；根據(jù)4個(gè)隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)的薈萃分析得出結(jié)論，每日100 mg力如太可以延長(zhǎng)患者 中位存活期2?3個(gè)月，而最新研究顯示收益更好，延長(zhǎng)存活期4?20個(gè)月，目前世界各 研究機(jī)構(gòu)仍在致力于研發(fā)各種藥物，希望能在未來(lái)有所突破，一些新的治療手段如干細(xì)胞 移植、基因治療仍處于研究階段，因此，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)疾病的腦損傷，對(duì)疾病干預(yù)后的效果進(jìn)行 有效的評(píng)估亦十分有意義； 帕金森病患者有嗅覺(jué)功能異常，通過(guò)不同氣味檢測(cè)的嗅覺(jué)檢查多可發(fā)現(xiàn)帕金森病患者 存在嗅覺(jué)減退，而功能磁共振嗅覺(jué)研究的客觀(guān)性好，處理嗅覺(jué)信息腦區(qū)的異?；蛲俗兪菍?dǎo) 致帕金森病嗅覺(jué)減退的主要原因，靈敏度和特異度均尚好，MRI嗅覺(jué)研究的客觀(guān)性好，應(yīng)用 fMRI對(duì)初級(jí)嗅覺(jué)投射結(jié)構(gòu)檢測(cè)，梨狀皮質(zhì)、內(nèi)嗅皮質(zhì)、杏仁核的激活顯著減低，帕金森病和 帕金森病癡呆存在后部皮層局部腦血流的低灌注，對(duì)于肌萎縮側(cè)索硬化，DTI顯示在內(nèi)囊后 肢和大腦腳平面，ALS患者的FA值下降，提示存在皮質(zhì)脊髓束變性，而且灰質(zhì)和胼胝體亦受 累（FA值下降)，肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)的疾病嚴(yán)重程度與局部灰質(zhì)腦血流灌注正相關(guān)，ASL MRI顯示隨著病情的加重局部灰質(zhì)腦血流灌注進(jìn)行性下降，均可以用作腦損傷的監(jiān)測(cè)及病 情監(jiān)測(cè)，來(lái)評(píng)估疾病嚴(yán)重程度，因此，我們提出BOLD-fMRI、ASL-MRI聯(lián)合DTI協(xié)助評(píng)估運(yùn)動(dòng) 神經(jīng)元病和帕金森病的腦損傷，本發(fā)明旨在為病情評(píng)估提供有益的指導(dǎo)； 下面舉例說(shuō)明誤診或診斷不明帶來(lái)的壞處： (1) 評(píng)估容易誤診為運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病的其它疾病腦損害：患者楊某，男性，47歲，2007年 開(kāi)始出現(xiàn)頭暈，左側(cè)肢體乏力麻木，以上肢為重，在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院治療后癥狀稍緩解，一直遺留 有左上肢精細(xì)活動(dòng)差，2012年9月癥狀加重，握持大物體不穩(wěn)，并出現(xiàn)左下肢乏力明顯，易 摔倒、行走不穩(wěn)，下午癥狀相對(duì)嚴(yán)重，就診于當(dāng)?shù)蒯t(yī)院，經(jīng)治療后癥狀未見(jiàn)明顯好轉(zhuǎn)，近一月 來(lái)出現(xiàn)飲水嗆咳，于2013年3月出現(xiàn)左上肢上抬無(wú)力，后出現(xiàn)吐詞不清，右側(cè)上肢乏力，是 否有肌肉跳動(dòng)未留意，入院體格檢查：神志清楚，右側(cè)鼻唇溝稍淺，伸舌基本居中，雙側(cè)軟腭 上抬可，咽反射差，左側(cè)上肢肌力近端3+級(jí)，遠(yuǎn)端2+級(jí)，右上肢肌力4級(jí)，雙下肢肌力4+級(jí)， 四肢肌張力不高，腱反射明顯活躍，淺、深感覺(jué)無(wú)明顯異常，雙手大魚(yú)際及虎口區(qū)肌肉萎縮， 無(wú)肌肉顫動(dòng)，雙側(cè)巴氏征陽(yáng)性，頭部MRI+MRA+頸椎MRI報(bào)告：1.、左側(cè)腦室旁急性腦梗塞， 2、右側(cè)顳葉、腦干陳舊性病灶，腦缺血脫髓鞘改變，3、頭部MRA未見(jiàn)明顯異常，4、C5/6、C6/7 椎間盤(pán)向后中央性突出，硬膜囊前部受壓明顯，5、頸椎輕度退行性變，患者入院后給予抗血 小板聚集藥、改善循環(huán)、B族維生素營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)等治療，癥狀有所緩解，考慮：因四肢腱反射活 躍，雙側(cè)病理征陽(yáng)性考慮上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病變(高頸段脊髓以上）；雙手肌肉萎縮考慮下運(yùn)動(dòng) 神經(jīng)元受累，因上下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受累需考慮運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病。ASL MRI顯示局部灰質(zhì)腦血流灌 注正常，DTI顯示在內(nèi)囊后肢和大腦腳平面，ALS患者的FA值并未下降，提示不存在皮質(zhì)脊 髓束變性，而且胼胝體亦未受累，以上均不支持運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病診斷，該患者功能辭磁共振未 能監(jiān)測(cè)出運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病特異性的腦損害，該患者最后診斷1、腦血管病2、頸椎病(硬膜囊前 部受壓)。出院后3年隨訪(fǎng)，癥狀有緩解，手部肌肉萎縮未加重，生活可自理，復(fù)查功能辭磁 共振亦未能監(jiān)測(cè)出運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病特異性的腦損害，故進(jìn)一步證實(shí)我們的診斷，為及時(shí)和針 對(duì)性的治療提供了高質(zhì)量證據(jù)； (2) 監(jiān)測(cè)帕金森病腦損害：患者楊某，男性，65歲，主因"左側(cè)肢體抖動(dòng)、僵硬伴動(dòng)作緩 慢5年，累及右側(cè)3年"?；颊?年前無(wú)明顯誘因出現(xiàn)左上肢遠(yuǎn)端不自主抖動(dòng)，以安靜狀態(tài)下 明顯，緊張、激動(dòng)時(shí)加重，平靜放松后、睡覺(jué)及持物時(shí)減輕，睡眠后消失；伴左側(cè)肢體活動(dòng)不 靈活、僵硬，癥狀逐漸加重，波及左下肢。3年前右側(cè)肢體亦出現(xiàn)上述癥狀，走路慢，小碎步，
【權(quán)利要求】
1. 一種綜合性磁共振成像裝置，包括信息采集模塊、信息處理模塊及圖像顯示模塊； 其特征在于： 所述信息處理模塊用于各種信息進(jìn)行分析、處理、計(jì)算概率密度函數(shù)并構(gòu)建圖像信息 模型； 所述信息采集模塊與信息處理模塊相連接，用于將所述采集到信息分析并進(jìn)行相應(yīng)的 分配； 所述圖像顯示模塊與信息處理模塊相連接，用于將信息處理模塊中構(gòu)建的圖像信息進(jìn) 行顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合性磁共振成像裝置，其特征在于：所述信息采集模 塊包括腦功能信息采集單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息采集單元及水分子彌散信息單元；腦功能 信息采集單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息采集單元及水分子彌散信息單元分別與信息處理模塊相 連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種綜合性磁共振成像裝置，其特征在于：所述腦功能信息 采集單元包括圖像數(shù)據(jù)采集單元及導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集單元；所述圖像數(shù)據(jù)采集單元與導(dǎo)航數(shù)據(jù) 采集單元用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)層面的K空間內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)的采集，并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)的 交替采集；其中圖像數(shù)據(jù)采集單元是該層面K空間數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集；導(dǎo)航數(shù) 據(jù)采集單元是對(duì)該層面K空間數(shù)據(jù)的指定的中間行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合性磁共振成像裝置，其特征在于：所述信息處理模 塊包括腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理單元及水分子彌散信息處理單元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種綜合性磁共振成像裝置，其特征在于：所述腦功能信 息處理單元包括包括圖像預(yù)處理單元、數(shù)據(jù)計(jì)算單元及圖像重建單元；所述圖像預(yù)處理單 元用于對(duì)采集的信息進(jìn)行預(yù)處理，所述數(shù)據(jù)計(jì)算單元用于計(jì)算每個(gè)像素之間的功能連接模 式；所述圖像重建單元用于將處理后的信息重新組成圖像信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種綜合性磁共振成像裝置，其特征在于：所述水分子彌散 信息處理單元包括密度函數(shù)計(jì)算單元及圖像重建單元。
7. 利用如權(quán)利要求所述裝置進(jìn)行成像的方法，具體步驟如下： 步驟一、利用信息采集模塊進(jìn)行信息的采集，并將采集的信息進(jìn)行初步分析后，分別輸 送到信息處理模塊中的腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理采集單元及水分子彌 散信息處理單元內(nèi)； 步驟二、利用信息處理模塊中的腦功能信息處理單元、動(dòng)脈自旋標(biāo)記信息處理采集單 元及水分子彌散信息處理單元對(duì)所采集到的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理，并將處理后的信息數(shù)據(jù)進(jìn) 行圖像的重建，并將重建的圖像信息輸送給圖像顯示模塊，進(jìn)行顯示； 步驟三、利用圖像顯示模塊將圖像顯示給檢測(cè)人員。
【文檔編號(hào)】A61B5/055GK104207776SQ201410416330
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】徐仁倆, 方鑫 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)