結(jié)合自助法對(duì)磁共振波譜和T1 mapping數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用.pdf

1、磁共振成像技術(shù)(magnetic resonance imaging，MRI)是目前醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中兼具掃描無損傷性和圖像高分辨率兩大優(yōu)點(diǎn)的成像技術(shù)，其中磁共振波譜(magneticresonance spectroscopy，MRS)技術(shù)是探測(cè)活體組織代謝物唯一一種無損傷的手段。自從美國(guó)科學(xué)家Efron在1979年系統(tǒng)地介紹了自助法（Bootstrap）用于推導(dǎo)任意估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)誤差之后，近年來，Bootstrap方法已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)、金融

2、、醫(yī)學(xué)和外貿(mào)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。本文分別將自助法中的殘差自助法(ResidualBootstrap)和自體自助法(Wild Bootstrap)應(yīng)用于MRS測(cè)量人腦γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid，GABA)和T1 mapping的測(cè)量。
　　基于Residual Bootstrap的磁共振波譜研究，首次將Residual Bootstrap方法結(jié)合到GABA含量測(cè)量的不確定度估計(jì)之中，并獲得了

3、較強(qiáng)的魯棒性。
　　首先用Siemens3.0 T Verio磁共振掃描儀結(jié)合MEGA譜編輯技術(shù)（Mescher-Garwood point resolved spectroscopy，MEGA-PRESS）探測(cè)12名健康被試大腦前扣帶回皮層(anterior cingulate cortex，ACC)和枕葉皮層(occipital cortex，OCC) GABA的濃度，每人采集兩次數(shù)據(jù)，兩次采集時(shí)間相隔一周或以上。然后采用GA

4、BA分析工具Gannet并結(jié)合基于模型的Residual Bootstrap技術(shù)對(duì)個(gè)體和群體大腦ACC和OCC的GABA濃度進(jìn)行分析。Residual Bootstrap將高斯擬合模型的殘差進(jìn)行重采樣然后將重采樣的殘差和采集的數(shù)據(jù)重新高斯擬合。
　　在個(gè)體研究中，OCC中GABA+的不確定度和變異系數(shù)(coefficient of variation，CV)值都要比ACC的小;而在群體研究中ACC中GABA+的不確定度比OCC的要

5、小。但是相比于傳統(tǒng)的高斯擬合分析，Residual Bootstrap方法在OCC和ACC區(qū)域都明顯降低了CV值和不確定度。
　　Residual Bootstrap在個(gè)體和群體大腦不同區(qū)域GABA濃度的檢測(cè)中能夠提供強(qiáng)健的不確定度估計(jì)。
　　基于Wild Bootstrap的磁共振T1 mapping研究，首次將Wild Bootstrap方法用于不同地點(diǎn)不同磁共振掃描儀之間對(duì)水模和一位被試大腦不同區(qū)域T1值的不確定度比較

6、估計(jì)。
　　實(shí)驗(yàn)利用DESPOT方法分別在杭州市第一人民醫(yī)院(site1)和邵逸夫醫(yī)院(site2)兩臺(tái)不同的3.0 T磁共振掃描儀對(duì)不同濃度的聚乙烯比咯烷酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)溶液以及一個(gè)健康成年男性的顱腦進(jìn)行多次掃描，之后利用Wild Bootstrap方法評(píng)估intra-和inter-site測(cè)量所得的T1值的不確定度。
　　PVP溶液的T1測(cè)量和活體人腦組織數(shù)據(jù)都顯示，T1越短，不確定