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磁共振成像技术(magnetic resonance imaging, MRI)是目前医学成像领域中兼具扫描无损伤性和图像高分辨率两大优点的成像技术,其中磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy, MRS)技术是探测活体组织代谢物唯一一种无损伤的手段。自从美国科学家Efron在1979年系统地介绍了自助法(Bootstrap)用于推导任意估计值的标准误差之后,近年来,Bootstrap方法已经在生物医学、金融、医学和外贸等多个学科领域有广泛的应用。本文分别将自助法中的残差自助法(Residual Bootstrap)和自体自助法(Wild Bootstrap)应用于MRS测量人脑Y-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GAB A)和T1 mapping的测量。基于Residual Bootstrap的磁共振波谱研究,首次将Residual Bootstrap方法结合到GABA含量测量的不确定度估计之中,并获得了较强的鲁棒性。首先用Siemens 3.0 T Verio磁共振扫描仪结合MEGA谱编辑技术(Mescher-Garwood point resolved spectroscopy, MEGA-PRESS)探测12名健康被试大脑前扣带回皮层(anterior cingulate cortex, ACC)和枕叶皮层(occipital cortex, OCC) GAB A的浓度,每人采集两次数据,两次采集时间相隔一周或以上。然后采用GABA分析工具Gannet并结合基于模型的Residual Bootstrap技术对个体和群体大脑ACC和OCC的GABA浓度进行分析。Residual Bootstrap将高斯拟合模型的残差进行重采样然后将重采样的残差和采集的数据重新高斯拟合。在个体研究中,OCC中GABA+的不确定度和变异系数(coefficient of variation, CV)值都要比ACC的小；而在群体研究中ACC中GABA+的不确定度比OCC的要小。但是相比于传统的高斯拟合分析,Residual Bootstrap方法在OCC和ACC区域都明显降低了CV值和不确定度。Residual Bootstrap在个体和群体大脑不同区域GABA浓度的检测中能够提供强健的不确定度估计。基于Wild Bootstrap的磁共振T1 mapping研究,首次将Wild Bootstrap方法用于不同地点不同磁共振扫描仪之间对水模和一位被试大脑不同区域T1值的不确定度比较估计。实验利用DESPOT方法分别在杭州市第一人民医院(site 1)和邵逸夫医院(site 2)两台不同的3.0 T磁共振扫描仪对不同浓度的聚乙烯比咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)溶液以及一个健康成年男性的颅脑进行多次扫描,之后利用Wild Bootstrap方法评估intra-和inter-site测量所得的T1值的不确定度。PVP溶液的T1测量和活体人脑组织数据都显示,T1越短,不确定度和CV值越小,即测量的可重复性越高。site 1的不确定度要比site 2的低,即site 1的扫描仪稳定性比较高。Wild Bootstrap可以用于多中心T1定量测量的研究。在intra-和inter-site中不确定度的测量也给T1测量的协议和参数优化提供了稳健的质量控制。