采用双张量无损卡尔曼滤波纤维束成像术重建语言和运动相关的纤维束用以指导神经外科手术

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1、＊分类号密级ＵＤＣ编号博壬学位论文采用双张《无损卡尔曼巧玻纤维束成巧术重建语言和运动相关的纤维束用议指导神经外科手术Ｒｅｃｏｎｕａ－－ｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｎｅａｎｄｍｏｔｏｒｒｅｌａｔｅｄ巧ｂｅｒｔｒａｃｔｓｆｏｒｇｇｎｅｕｒｏｓｕｒ－ｇｉｃａｌｐｌａｎｎｉｎｇｕｓｉｎｔｗｏｔｅｎｓｏｒｕｎｓｅｅｎ化ｄＫａｌｍａｎｆｌＫｅｒｇｔｒａｃｔｏｒａｈｇｐｙ陈振瑞导师姓名ＡＩｌｅｘａｎｄｒａＪ．Ｇｏｂ杭春华；

2、ｙ专业名称神经外科学培养类型学术Ｍ论文提交日期２０１５年５月２０日南方医科大学２０１０级倩去学位论文采用双张量无损卡尔曼滤波纤维束成像术重建语言和运动相关的纤维束用Ｗ指导神经外科手术Ｒｅｃｏ打ｓ－－ｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌａｎｇｕａｇｅａｎｄｍｏｔ；ｏｒｒｅｌａｔｅｄｆｉｂｅｒｔｒａｃｔｓｆｏｒｒ－ｎｅｕｒｏｓｕｉｃａｌｌａｎｎｉｎｕｓｉｎｔｗｏｔｅ打ｓｏｒｉｍ化ｅｎｔｅｄＫａｌｍａｎｇｐｇｇｆｉｌｔｅｒｔｒａｃｔｏｇｒａｐｈｙ

3、课题来源：国家自然科学基金，美国国立卫生研究院基金，脑。＂科学基金，广州市政府菁英计划留学项目学位申请人蛛振瑞导师化違杭春华ＡｌｅｘａｎｄｒａＪ．Ｇｏｌｂｙ专业違称神经外科学培养类型学术型培养层次博壬研究生所在学院第一临床医学院２０１５年５月２０日广州博去学位论文采用双张量无损卡尔曼滤波纤维束成像术重建语言和运动相关的纤维束用指导神经外科手术摘要研究背景：弥散张量纤维束成像术越来越广泛地被运用于术前追踪脑肿瘤患者脑内白质纤

4、维束Ｗ避免术中损伤该些重要的纤维束从而减少术后的神经功能障碍。然而，瘤周水阱效应和纤维分叉效应对传统的基于单张量模型的纤维束成像术来一一说是个巨大的挑战。本研究的目的在于展示种先进的纤维束成像算法，这种算法采用基于双张量无损卡尔曼滤波的方法进行纤维束成像，它可Ｗ在脑肿瘤患者中追踪通过瘤周水肿区和纤维分叉区的神经纤维束，达到良好的纤维束成像效果。施，在本论文中我们设计了３个课题对双张量无损卡尔曼滤波纤维束成像术的表现进行评价，Ｗ确定其在对神经外科手术计划中涉及的语言和运动相关白

5、质纤维束的重建能力。在课题１中，我们回顾性地选择了１０个脑肿瘤患者进行研究，这些患者都是右利手并且肿瘤的位置都位于左脑半球语言功能区附近。所有的患者都接受了３．０Ｔ的常规磁共振，功能磁共振和弥散张量成像（３１个方向）扫描。然后我们采用单张量流线纤维束成像术和双张量无损卡尔曼滤波纤维束成像术进行纤维束追踪一２。再采用种基于个感兴趣区的纤维束选择方法对弓装束进行选择。接着通过解剖比对和体积定量的方法来比较这两种算法在重建弓装束的表现。在。本课题中，功能磁共振用于确定语言功能

6、区的主导半球Ｉ中文摘要在课题２中，我们回顾性地选择了１０个脑肿瘤患者进行研究，这些患者的肿瘤位置都位于运动功能区附近并有明显的瘤周水肿。所有的患者都接受了３．０Ｔ的常规磁共振，功能磁共振和弥散张量成像（３１个方向）扫描。然后我们采用单张量流线纤维束成像术和双张量无损卡尔曼滤波纤维束成像术进行纤维束追一踪。再采用种基于２个感兴趣区的纤维束选择方法对皮质脊髓束进行选择。接着同样通过解剖比对和体积定量的方法来比较这两种算法在重建皮质脊髓束的表现。在本课题中，功能磁共振用于确定

7、功能性运动纤维束。在课题３中，我们回顾性地选择了８个脑肿瘤患者进行研究，这些患者都是被确定需要行脑肿瘤切除术。所有的患者都接受了３．０Ｔ的常规磁共振和冻散张３１个方向）扫描量成像（。为了比较约束球形反褲积纤维束成像术和双张量无损卡尔曼滤波巧维束成像术这两种算法在追踪皮质脊髓束之间的表现。我们对这些患者的弥散张量成像的数据都采用了两种算法进行纤维束重建。最后我们通过解剖对比和纤维束定量的方法对皮质脊髓束进行了结果分析。结果：１在课题中，我们的结果显示采用单张量流线纤维束成像术０

8、，１个患者中有４个显示弓状束被破坏中断，另外的６个患者只能追踪到的弓状束只包括少量的纤维。相反，在同样的这些患者中，双张量无损卡尔曼滤波巧维束成像术在所有患者中成功地追踪到所有穿过瘤周水肿区的弓状束，而且采用双张量无损卡尔曼滤波纤维束成像术所追踪到的弓状束体积（１１６８５．４２０±６９７０．９２１，均数＋标准差）大于采用单张量模型流线纤维束成像术所重建的体积巧２０１．８５０