第 3 章 實驗方法
3.2 單載波寬頻擴散磁振造影
3.2.1 單載波寬頻磁振造影技術提升空間解析度
此項實驗我們所使用的是 Sprague Dawley 大鼠 (雌性, 250~350g)。在做大鼠實 驗時，要維持大鼠生理狀況的穩定度，盡可能避免大鼠鼠腦 motion 假影的產生。
在實驗之前，會使用 3% isoflurane (ISO) 混合純氧 (O2)，麻醉老鼠。7 分鐘後，將 大鼠移至掃描室並固定在大鼠專用拖架上，並用齒咬棒(bite-bar)、固定耳朵的支架 (ear-bar)和面罩來三點固定大鼠鼠腦。 托架內設有 49oC 的溫水循環系統，可以保 持大鼠的體溫。
圖[3-2] 為此項實驗切面位置，涵蓋大鼠鼠腦海馬迴。傳統 DWI、較高解析度 和增加為兩倍張數的 SCWB DWI 分別所使用的參數為 FOV：3.0 x 3.0 cm2、3.0 x 3.0 cm2、3.0 x 3.0 cm2；Matrix size：220 x 220、330 x 330、220 x 220；解析度：136 x 136 um2、91 x 91 um2、136 x 136 um2；掃描時間：2 h 34 m、2 h 53 m 15 s、2 h 34 m；頻寬：15kHz、20kHz、15kHz；厚度：1 mm、1 mm、0.5 mm；切面張數：6 張、6 張、12 張；平均次數：4 次、6 次、4 次；TR/TE：1500/42.385 ms、1500/46.652 ms、3000/42.385 ms；分離梯度強度：0 G/cm、-29.3545 G/cm、-29.6703 G/cm；分 離梯度的重新聚焦梯度：0 G/cm、1.5635 G/cm、1.1727 G/cm。其他相同的參數為 b-value：1000 s/mm2；𝛿：3 ms 和∆：8.258 ms；模糊指標：2 pixel。擴散梯度則是 沿著七個方向分別為( 0, 0, 0)、(+x,+y, 0)、(+x,-y, 0)、( 0,+y,+z)、(0,-y,+z)、(+x, 0,+z) 以及(-x, 0,+z)，總共是一張無擴散權重影像和六張不同擴散梯度方向的擴散權重影 像。
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圖[3-2]此項實驗，切面位置要選擇大鼠鼠腦的海馬迴，對照圖譜位置為 Bregma -4.3 至 -2.3 mm。
3.2.2 應用在大鼠的海馬迴
架設老鼠的步驟和第一項實驗相同，圖[3-3]為此項實驗切面位置，在大鼠鼠 腦海馬迴的附近。傳統低解析度和 SCWB 高解析度 DWI 分別所使用的參數為 FOV：
3.6 x 3.6 cm2、3.6 x 3.6 cm2；Matrix size：200 x 200、300 x 300；解析度：180 x 180 um2、120 x 120 um2；掃描時間：1 h 10 m 0 s、1 h 18 m 45 s；頻寬：15 kHz、20 kHz；
平均次數：2 次、3 次；TR/TE：1500/38.72 ms、1500/42.05 ms；分離梯度強度：0 G/cm、1.3029G/cm；分離梯度的重新聚焦梯度：0 G/cm、-33.7631G/cm；其他相 同的參數為厚度：1 mm；切面張數：6 張；b-value：1000 s/mm2；∆：3 ms 和𝛿：8 ms；模糊指標：2 pixel。擴散梯度則是延著七個方向分別為( 0, 0, 0)、(+x,+y, 0)、
(+x,-y, 0)、( 0,+y,+z)、(0,-y,+z)、(+x, 0,+z)以及(-x, 0,+z)，總共是一張不開擴散梯度 和六張不同擴散梯度方向的擴散權重影像。如圖[3-4]對照大鼠鼠腦的圖譜，紅色 圈選的部位為大鼠的海馬迴，實驗將以海馬迴的神經纖維走向為研究對象。
圖[3-3]此項實驗，切面位置要選擇大鼠鼠腦的海馬迴，對照圖譜位置為 Bregma -4.3
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~ -2.3 mm。
圖[3-4]為大鼠鼠腦的解剖圖譜對照圖，紅色圈選的部位即為左邊的海馬迴，此項 實驗主要是看海馬迴的神經纖維追蹤圖差異。(參考來源 https://gaidi.ca/rat-brain-atlas/)
3.2.3 應用在大鼠的胼胝體
架設老鼠的步驟和第一項實驗相同，圖[3-5] 為此項實驗的切面位置，涵蓋大 鼠鼠腦整個胼胝體的附近。傳統 3D DWI 和更高解析度的 SCWB 3D DWI 分別所 使用的參數為 FOV：2.42 x 1.51 x 2.42 cm3、2.4 x 1.51 x 2.4 cm3；Matrix size：96 x 60 x 96、264 x 83 x 66；解析度：252 x 252 x 252 um3、182 x 182 x 182 um3；掃描 時間：3 h 51 m 50 s、3 h 40 m 30 s； slab 厚度：2.42 mm、1.2 mm；總共切面張數：
96 張、66 張； TR/TE：600/19.79 ms、600/21.4 ms；分離梯度強度：0 G/cm、0.2272 G/cm；分離梯度的重新聚焦梯度：0 G/cm、-4.8932G/cm；其他相同的參數為頻寬：
50 kHz；平均次數：1 次； B-value：1000 s/mm2；∆：5 ms 和𝛿：10 ms；模糊指標：
2 pixel。擴散梯度則是延著七個方向分別為( 0, 0, 0)、(+x,+y, 0)、(+x,-y, 0)、( 0,+y,+z)、
(0,-y,+z)、(+x, 0,+z)以及(-x, 0,+z)，總共是一張不開擴散梯度和六張不同擴散梯度 方向的擴散權重影像。主要是將整個胼胝體的重建結果來定性比較較高解析度 3D SCWB DTI 和傳統低解析度 3D DTI 的差異。
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圖[3-5]此項實驗，主要是選擇大鼠鼠腦，但不包含大鼠嗅球和部分的小腦，對照 圖譜位置為 Bregma -6.0 ~ 1.0 mm。
3.2.4 應用在小鼠的脊椎神經
此項實驗我們所使用的是 C57BL/6 小鼠 (雄性, 4 week)，在做小鼠實驗時，
要維持小鼠生理狀況的穩定度，盡可能避免小鼠身體 motion 假影的產生。在實驗 之前，會先在小壓克力盒裏頭麻醉老鼠，所使用的氣體是 3% isoflurane (ISO) 和純 氧 (O2)，麻醉 7 分鐘後，將小鼠移至掃描室並固定在大鼠掃脊椎的線圈及托架上，
ISO 和 O2將可以由齒咬棒(bite-bar)內的小孔洞導入。圖[3-6]為此項實驗切面位置，
實驗研究區域為小鼠的脊椎，包含胸椎的 T11~T13、腰椎的 L1~L5 以及薦椎的 S1~S2。傳統 2D DWI 和更高解析度的 SCWB 3D DWI 分別所使用的參數為 FOV：
6.0 x 1.95 cm2、3.0 x 2.0 x 6.0 cm3；Matrix size：300 x 97、150 x 100 x 300；解析度：
200 x 200 um2、200 x 200 x 200 um3；掃描時間：1 h 7 m 54 s、 2 h 53 m 16 s；頻 寬：150 kHz、150 kHz：slice 厚度：1 mm、slab 厚度：15 mm；切面張數：6 張、
75 張；平均次數：4 次、1 次；TR/TE：1500/ 32.05ms、300/22.25 ms；分離梯度強 度：0 G/cm、0.0908 G/cm；分離梯度的重新聚焦梯度：0 G/cm、-2.3267G/cm；SCWB 模糊指標：2 pixel；其他相同的參數為 b-value：1000 s/mm2；∆：3 ms 和𝛿：8 ms。
擴散梯度則是延著七個方向分別為( 0, 0, 0)、(+x,+y, 0)、(+x,-y, 0)、( 0,+y,+z)、
(0,-y,+z)、(+x, 0,+z)以及(-x, 0,+z)，總共是一張不開擴散梯度和六張不同擴散梯度 方向的擴散權重影像。
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圖[3-6]此項實驗，切面位置要選擇小鼠的脊椎，包含胸椎的 T11~T13、腰椎的 L1~L5 以及薦椎的 S1~S2。
3.2.5 應用在大鼠的脊椎神經
此項實驗第一個部分，我們所使用的是 Sprague Dawley 大鼠 (雌性, 8 week)，
在做大鼠實驗時，要維持大鼠生理狀況的穩定度，盡可能避免大鼠身體 motion 假 影的產生。在實驗之前，會先在小壓克力盒裏頭麻醉老鼠，所使用的氣體是 3%
isoflurane (ISO) 和純氧 (O2)，麻醉 7 分鐘後，將大鼠移至掃描室並固定在大鼠掃 脊椎的線圈及托架上，ISO 和 O2將可以由齒咬棒(bite-bar)內的小孔洞導入。此項 實驗切面位置，實驗研究區域為大鼠的脊椎，包含腰椎的 L3~L6 以及薦椎的 S1~S2。
SCWB 3D DWI 所使用的參數為 FOV：2.0 x 1.5 x 6.0 cm3；Matrix size：100 x 75 x 300；
解析度：200 x 200 x 200 um3；掃描時間：4 h 28 m；頻寬：75 kHz； slab 厚度：
12 mm；切面張數：60 張；平均次數：1 次；TR/TE：750/ 21.43 ms；分離梯度強 度：0.1124 G/cm；分離梯度的重新聚焦梯度：-3.2231 G/cm；SCWB 模糊指標：
1.67 pixel；b-value：1200 s/mm2；∆：5 ms 和𝛿：10 ms。擴散梯度則是延著七個方 向分別為( 0, 0, 0)、(+x,+y, 0)、(+x,-y, 0)、( 0,+y,+z)、(0,-y,+z)、(+x, 0,+z)以及(-x, 0,+z)，
總共是一張不開擴散梯度和六張不同擴散梯度方向的擴散權重影像。第二個部分，
在第一部分的實驗準備和架設是一樣的，但我們希望收到一組訊雜比達 100 左右
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的影像，目的是得到更好影像對比的大鼠脊椎切面。此項實驗切面位置，實驗研 究區域為大鼠的脊椎，包含腰椎的 L3~L6、薦椎的 S1~S2。SCWB 3D DWI 所使用 的參數為 FOV： 2.0 x 1.5 x 6.0 cm3；Matrix size：100 x 75 x 300；解析度： 200 x 200 x 200 um3；掃描時間：9 h 10 m 37 s；頻寬：75 kHz；slab 厚度：12 mm；切 面張數：60 張；平均次數：1 次；TR/TE：1800/ 21.768 ms；分離梯度強度：0.1124 G/cm；分離梯度的重新聚焦梯度：-3.2231 G/cm；SCWB 模糊指標：1.67 pixel；
B-value：1200 s/mm2；∆：5 ms 和𝛿：10 ms。擴散梯度則是延著七個方向分別為( 0, 0, 0)、(+x,+y, 0)、(+x,-y, 0)、( 0,+y,+z)、(0,-y,+z)、(+x, 0,+z)以及(-x, 0,+z)，總共是 一張不開擴散梯度和六張不同擴散梯度方向的擴散權重影像。