單載波寬頻磁振造影技術在擴散張量影像的應用

如圖[4-7] (a)(c)(e)分別為單載波寬頻磁振造影較高解析度擴散權重影像、FA 定量圖和神經追蹤圖，(b)(d)(f)分別為傳統低解析度擴散權重影像、FA 定量圖和神 經纖維追蹤圖。我們用一致的時間就能夠取得比傳統低解析度擴散張量影像還要 高解析度的擴散張量影像，能夠看到更多有關海馬迴的組織細節。在提升解析度 之後，我們可以看到減少了部分體素的影響，原本在傳統低解析度看不清楚的神 經纖維都能夠增加。圖[4-8]我們圈選五個 ROI，分別為右邊的皮質區、左邊的皮 質區、右邊的海馬迴、左邊的海馬迴和胼胝體，分別量化比較，由結果可以得知，

並無顯著的差異。最後圈選左邊海馬迴並分別計算 FA 定量圖和 MD 定量圖均方 誤差(Mean Square Error, MSE)，計算結果在 FA 定量圖中，單載波寬頻磁振造影較

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高解析度擴散張量影像和傳統高解析度擴散張量影像的均方誤差為 0.0309，而傳 統擴散張量影像和傳統高解析度擴散張量影像的均方誤差為 0.0421。在 MD 定量 圖中，單載波寬頻磁振造影擴散張量影像和傳統高解析度擴散張量影像的均方誤 差為 0.0016，傳統擴散張量影像和傳統高解析度擴散張量影像的均方誤差為 0.080。

由均方誤差的結果，即能說明 SCWB DTI 技術在提高解析度後，的確能改善傳統 低解析度的問題。

圖[4-7] (a)(c)(e)分別為單載波寬頻磁振造影較高解析度擴散權重影像、FA 定量圖 和神經追蹤圖，(b)(d)(f)分別為傳統低解析度擴散權重影像、FA 定量圖和神經纖維 追蹤圖。

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圖[4-8] (a)為 FA 指標比較長條圖 (b)為 MD 指標比較長條圖。

4.2.2 應用在大鼠的胼胝體

如圖[4-9] (a)為單載波寬頻磁振造影高解析度(b)為傳統低解析度的三維大鼠 胼胝體的神經纖維重建結果，分別從不同的視角來呈現。大致上看起來有一致的 結果，但是由圖[4-10](a)的放大圖，單載波寬頻磁振造影較高解析度重建出的三維 神經追蹤結果，更多神經追蹤數目而且每條纖維都比較平順。(b)傳統擴散張量影 像相對地較困難追蹤出結果較佳的胼胝體結果，而且受到部分體素的影響，導致 神經走向不夠準確。所以，這說明了單載波寬頻磁振造影三維擴散張量影像對未 來傳統三維擴散張量影像相關臨床研究和大腦神經疾病的發展是非常重要的突 破。

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圖[4-9]為大鼠胼胝體使用(a)單載波寬頻磁振造影高解析度擴散張量影像和(b)傳統 低解析度擴散張量影像的三維神經追蹤重建的結果，分別從不同的視角呈現。

圖[4-10]為(a)單載波寬頻磁振造影高解析度擴散張量影像和(b)傳統低解析度擴散 張量影像的三維神經追蹤重建的結果，由上而下的俯視圖。神經追蹤的結果所追 蹤到的數目分別為 2139 和 1193。

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圖[4-11]為(a)大鼠鼠腦圖譜，分別圈選的部分為胼胝體、海馬迴，並著上紅色、黃 色和粉紅色。圖(b)和圖(c)分別為單載波寬頻磁振造影高解析度擴散張量影像和傳 統低解析度擴散張量影像的彩色定量圖。圖(d)和圖(e)分別為由圖(b)和圖(c)框選海 馬迴的放大圖。

4.2.3 應用在小鼠的脊椎神經

實驗結果展示了使用加速四倍的單載波寬頻磁振造影三維擴散張量影像技術 來減少掃描時間，從 12 小時縮減為三小時。因為傳統高解析度三維擴散張量影像 掃描所耗費的時間都要十幾個小時以上，考量小鼠活體掃瞄並無法持續那麼久的 情況下，我們掃描了厚度為 1 mm 的二維的擴散張量影像作為對比。

如圖[4-12] (A)~(D)分別為單載波寬頻磁振造影擴散權重影像、MD 定量圖、FA 定量圖和三維神經纖維追蹤的結果，擴散權重影像訊雜比為 163。而圖[4-12] (E)~(G) 分別為傳統二維擴散權重影像、MD 定量圖和 FA 定量圖，其中明顯的可以看出相 位編碼方向的假影，這些假影對於 MD、FA 值的計算會造成很大的誤差。圖[4-13]

(a)為小鼠脊椎解剖參考影像，分別從小鼠腰椎 L1~L5。對照參考影像，(b)為 W=4 單載波寬頻磁振造影擴散權重影像放大小鼠脊椎的部分影像，對照小鼠腰椎的位 置。(c)為小鼠脊椎神經纖維重建的結果。在圖[5-3] (a)和(b)我們分別找出在小鼠脊

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椎節和脊椎節中間的重建結果，但結果不是很好。我們認為是影像解析度還不夠 高，所以小鼠脊椎兩旁的坐骨神經不容易追蹤出來。但整體的小鼠脊椎神經大致 上有重建出來。

圖[4-12] 左半部的圖為單載波寬頻磁振造影三維 (A)擴散權重影像 (B)MD 定量 圖 (C)FA 定量圖。右半部的圖為傳統二維 (D)擴散權重影像，(E)MD 定量圖和 (F)FA 定量圖。

圖[4-13] (a)為小鼠脊椎解剖參考影像，分別從小鼠腰椎 L1~L5。對照參考影像，(b) 為 W=4 單載波寬頻振造影三維擴散權重影像放大小鼠脊椎的部分影像，可以比對 出腰椎的位置 (c)為小鼠脊椎神經纖維重建的結果。

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圖[4-14]為 W=5 單載波寬頻磁振造影三維 (a)擴散權重影像 (b)擴散梯度沿著(1, 1, 0)方向的擴散權重影像。

圖[4-15] (a)為沿著(1, 1, 0)方向的擴散權重影像，再經由 MIP 影像處理之後的結果 (b)為增加 Mask 的結果，去除周圍的雜訊，但骨骼內和腹部部分的脂肪較不容易去 除。由上而下為大鼠的腰椎(L3~L6)和腰椎(S1~S2)。左右兩側由脊椎節交接處延伸 的脊椎神經，以及 L4、L5 和 L6 三條匯集而成的坐骨神經。

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圖[4-16](a)為單載波寬頻磁振造影三維擴散權重影像 MIP 的結果 (b)為解剖影像對 照比較的結果。目前能夠對照出左右兩側的坐骨神經以及 L4 和 L5 延伸出來的脊 椎神經，但 L6 脊椎神經相對的較小條，影像上也較不明顯。

圖[4-17](a)為單載波寬頻磁振造影三維擴散張量影像 MIP 的結果 (b)為(a)框選位置 放大後 MIP 影像的結果 (c)為解剖影像的結果，箭頭指的地方即為在大鼠薦椎 S1 及 S2 兩側的薦椎神經結構。

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圖[4-18] (a)為單載波寬頻磁振造影三維擴散權重影像 MIP 結果的側視圖 (b)為(a) 框選放大旋轉後 MIP 影像的結果 (c)為解剖影像的結果 (d)為解剖影像掀開齒狀韌 帶的結果。

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