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第一部分不同b值在正常人脑中弥散加权成像的应用目的：研究不同b值弥散加权成像(DWI)信号衰减规律,探讨不同b值对弥散加权成像的信号强度、表观弥散系数和图像质量的影响。材料和方法：使用3种不同的b值(1000,2000,3000s/mm2)对30例正常成人在1.5T MR上进行弥散加权成像磁共振扫描,DWI数据传入SUN ADW2.0工作站,测量额叶皮质、尾状核头、豆状核、背侧丘脑、胼胝体压部、内囊后肢、半卵圆中心及背景区域的信号强度,利用Functool软件计算得到不同b值下每个像素的ADC值。基于以上数据计算不同b值下图像的信噪比和对比度噪声比,并分析b值强度对这两个指标的影响。结果：各感兴趣区DWI信号强度组间比较具有显著统计学差异(P<0.01),亚组间两两比较均具有统计学差异(P<0.05),均随着b值的增加而显著降低；从b=1000s/mm2到3000s/mm2,各灰质感兴趣区信号强度降幅在73.2%-80.0%之间,以尾状核头最为明显,白质感兴趣区信号强度降幅在57.6%-63.5%之间,以半卵圆中心最为明显；背景噪声强度在组间比较具有统计学差异(P<0.05),但在b=2000s/mm2和3000s/mm2亚组间比较无统计学差异(P>0.05)。除豆状核外,各感兴趣区ADC值组间比较具有统计学差异,亚组间两两比较均具有统计学差异(p<0.05),均随着b值的增加而降低。所有感兴趣区信噪比组间比较均具有统计学差异(P<0.05),除胼胝体压部外,其余感兴趣区亚组间两两比较均有统计学差异(P<0.05),随着b值的增加而降低。额叶皮质、豆状核、尾状核头对比度噪声比随着b值的增加而降低(P<0.05)；内囊后肢和半卵圆中心对比度噪声比在b=2000s/mm2和3000s/mm2亚组间比较无统计学差异(P>0.05)；胼胝体压部在b=2000s/mm2时对比度噪声比最低。结论：DWI信号强度、ADC值和图像质量均受b值强度的影响,在进行临床研究时要充分考虑b值强度对各指标测定的影响。第二部分高b值弥散加权成像的双指数分析模型构建及应用目的：构建高b值弥散加权成像的双指数分析模型,探讨高b值弥散加权成像信号的衰减规律,揭示脑组织的弥散信息。材料和方法：使用MATLAB优化工具箱中的Isqcurvefit()函数建立双指数分析模型,并利用一组仿真数据对模型进行可信度验证。随机选择6例无神经系统症状及其他系统病史的正常成人作为研究对象,在x、y、z方向上分别施加弥散梯度进行弥散加权成像,8个不同的b值分别为0、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500s/mm2。在对图像进行去噪、配准等预处理后,对豆状核、背侧丘脑、额叶白质、内囊后肢等感兴趣区的每一像素,使用双指数分析模型进行分析,得到拟合残差χbi2和三个新的弥散参数,即快速弥散系数(Df)、慢速弥散系数(Ds)及慢速弥散成分所占比例(As),然后对双指数和单指数分析模型的拟合残差进行统计学分析。结果：通过仿真数据对双指数模型进行验证,双指数分析模型置信度估计为0.8715,风险系数0.0460,模型可信。通过双指数分析模型对豆状核、背侧丘脑、额叶白质、内囊后肢进行分析,得到四个感兴趣区的(Df,D。,As,χbi2)分别为(1.53,0.56,0.58,0.002)、(1.28,0.24,0.35,0.001)、(1.24,0.22,0.30,0.005)和(1.54,0.53,0.65,0.002)。通过单指数分析模型对四个感兴趣区进行分析的拟合残差分别为0.232、0.431、0.635、0.323。四个感兴趣区拟合残差的统计学分析结果表明,两种模型的拟合残差具有统计学差异(p<0.05)。结论：通过双指数分析模型得到的三个参数Df、Ds和As,不仅能定量描述快、慢两种弥散成分的弥散速度,也能定量描述这两种弥散成分各自所占的比例。两种模型的拟合残差统计学分析结果表明,双指数分析模型对弥散加权成像的数据拟合度比单指数分析模型更高,拟合残差更小第三部分多b值弥散加权成像的综合应用研究目的：利用多b值弥散加权成像数据构建一个新的弥散参数Rd,定量分析不同脑结构的Rd值分布,并定量评价Rd图的图像质量,以此初步评价Rd用于临床的可行性和优越性。材料和方法：使用8个不同的b值对25例正常成人头部在x、y、z方向上分别施加弥散梯度进行弥散加权成像,8个不同的b值分别为0、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500s/mm2,扫描结束后每一层面共获得22幅图像。图像配准后,基于图像的每一像素,用8个不同的b值及其信号强度值进行计算并得出一个新的弥散参数图(Rd图),然后在Rd图上分别测量尾状核头、豆状核、背侧丘脑、胼胝体压部、额叶白质、侧脑室后角等感兴趣区的Rd值,并进行统计学分析。Rd图的质量评价采用信噪比和对比度,并与根据两点法计算得到的ADC1ooo和ADC3000图进行统计学分析。结果：在对25例正常人大脑不同ROI Rd值的统计中,以侧脑室后角Rd值最高,达23.19±2.45；尾状核头、豆状核和背侧丘脑间的Rd两两比较无明显统计学差异(P>0.05)；额叶白质的Rd值比尾状核头和豆状核低(P<0.05)；胼胝体压部的Rd值比尾状核头和豆状核低(P<0.05)。Rd、ADC1000和ADC3000在不同ROI间的变化趋势相同。不同参数图像SNR统计中,Rd图各ROI的信噪比明显高于ADC1000和ADC3000(P<0.05)；在CR的统计分析中,侧脑室后角CR在三个弥散参数图中无统计学差异(P>0.05),其余ROI在Rd图中的对比度均低于在ADC1ooo和ADC3000图中的对比度(P<0.05)。结论：Rd和表观弥散系数一样,能有效的反应大脑不同部位的弥散信息,且Rd图较ADC图具有更好的图像信噪比,提高了对水分子弥散运动的敏感性。