《擴散MRI纖維示蹤術的真實精細神經纖維構築研究》是依託華中科技大學，由陳尚賓擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擴散MRI纖維示蹤術的真實精細神經纖維構築研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳尚賓
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
腦的精細解剖結構是理解腦功能和腦疾病的基礎。擴散磁共振成像（dMRI）纖維示蹤術為檢測全腦神經纖維結構提供了活體、非侵入性的手段；但其解析度低（大於數十微米），以水分子擴散特徵間接推算出神經纖維結構。由於缺乏真實神經纖維結構作為參考依據，探究dMRI示蹤術與其對應真實纖維結構基礎的關係是國際公認難題。申請人團隊發展的顯微光學切片斷層成像（MOST）技術能獲取全腦真實精細神經纖維結構，被用來驗證dMRI所獲取的同源小鼠全腦計算纖維結構。本研究擬構建3D海量數據自動處理平台，對真實與計算神經纖維結構進行配準融合；首創結構-原理雙向推演分析方法：正向分析兩類神經纖維的相關性和重合度，反演分析真實纖維結構來模擬dMRI示蹤術；發展基於主成分分析的結構張量分析和朝向分布函式分析，優選dMRI示蹤術方案。本研究將架起dMRI示蹤術與真實神經纖維結構的橋樑，促進dMRI在基礎和臨床中的套用。
結題摘要
擴散磁共振成像（dMRI）纖維示蹤術可為檢測全腦神經纖維結構提供活體、非侵入性的手段；但其解析度低（大於數十微米），以水分子擴散特徵間接推算出神經纖維結構。目前，對於dMRI示蹤術信號的微觀結構基礎還不清楚。由於缺乏鼠腦真實神經纖維結構作為參考依據，探究dMRI示蹤術與其對應真實纖維結構基礎的關係是國際公認難題。本項目中，申請人藉助團隊前期發展的顯微光學切片斷層成像（MOST）技術獲取小鼠全腦真實精細神經纖維結構，並用於驗證dMRI所獲取的同品系小鼠全腦“計算”追蹤所得纖維結構。本項目主要研究包括：1、構建了一整套dMRI、MOST圖像數據獲取及3D海量數據處理流程；2、基於先進歸一化工具（ANTs）完成dMRI數據和MOST數據的三維非線性配準；3、發展可變尺度主成分結構張量分析並對比分析真實與“計算”神經纖維結構；4、嘗試短程軌跡密度成像（stTDI）重建方法並驗證其超分辨能力。項目結果研究表明dMRI在解析皮層複雜神經纖維構築存在固有缺陷，並通過結構張量分析說明了其體素大小依賴性。另一方面，stTDI工作及其驗證提示了dMRI重建算法有助於改善dMRI的示蹤能力。本項目首創並展示了結構-原理雙向推演分析方法：正向分析兩類神經纖維在配準之後的相關性和重合度，反演分析真實纖維結構來模擬dMRI示蹤術。本項目發展了基於主成分分析的結構張量分析，結合MOST真實神經纖維數據參照，展示了優選dMRI示蹤術算法的潛力。本研究可望架起dMRI示蹤術與真實神經纖維結構的橋樑，促進dMRI在基礎和臨床中的套用。
