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脊髓损伤导致神经元死亡,轴突损伤和脱髓鞘,通常会导致严重的运动和感觉等临床功能损害。这个损伤后的结果很大程度上取决于脊髓组织结构和损伤的部位,一般病变部位以下的身体部位的感觉和运动功能会出现障碍。脊髓损伤后不仅脊髓,大脑也会出现结构上的改变。因此,寻求新的能关联临床功能表现的、尤其是无侵害性生物特征参数是很有必要的。磁共振成像由于其无侵害性及优异的软组织对比度,在临床上有其广泛的应用。近年来,有研究者利用活体扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)研究脊髓损伤病人或者脊髓损伤模型动物的感觉运动皮层和皮质脊髓束的白质的微结构改变。然而,为了获得高分辨率扩散张量成像,通常需要耗费较长时间,对运动伪影敏感并且对成像梯度线圈的性能要求非常高。 近年来,利用标准梯度回波序列得到的相位对比磁共振成像(MR phasecontrast)由于相比传统的幅值图像表现出来的优异的灰白质对比度,因而获得越来越多的应用。尽管大脑的磁共振成像相位对比机制仍然还不明确,但一些研究表明此相位对比可能主要与髓鞘有关。相位对比磁共振成像已经在观察髓鞘形成,脱髓鞘和轴突损伤方面表现出了潜在的应用价值。尤其高场(9.4 T)下相位对比磁共振成像不仅没有那些低场中已知的技术劣势,如需要很均匀的射频发射场,这在高场下一般很难获得或者易于出现高的射频功率沉积,而且信噪比和组织的分辨率在高磁场强度下也会有很大提高。灰质和白质之间的对比度更是比传统幅值图像有数倍甚至一个数量级的提高。 因此,本文中作者在9.4 T高场下实现基于标准梯度回波序列的相位对比磁共振成像技术,对标准梯度回波序列参数进行优化,采集数据。幅值图像可直接进行重建,但是相位图像一般由于局部磁场不均匀性会导致局部宏观磁化率效应,并产生伪影。本文中选择高斯高通滤波后处理方法进行伪影去除得到最终的相位对比磁共振成像。基于大鼠第9胸髓半切损伤模型,作者利用扩散张量成像和相位对比磁共振成像来研究大鼠脊髓损伤后大脑可塑性变化,如皮层和经过锥体、大脑脚和内囊区域的上下行纤维束的完整性。同时,结合组织病理学方法观察大脑相关区域的病理改变情况。结果表明脊髓损伤后2周大脑神经纤维束即可出现可塑性变化,扩散张量磁共振成像能够观察到这些可塑性变化。另外,结果进一步支持了在成年大鼠大脑的白质区域,髓鞘是其相位对比的主要来源。因此,相位对比磁共振成像能够对脊髓损伤后大脑神经纤维束可塑性变化提供有价值的信息,并且可以作为一个新颖的诊断脊髓损伤后大脑中的髓鞘病变的方法。