随着人口老龄化的加深，阿尔兹海默疾病更加大众化地出现在我们生活中，而早期精准诊断阿尔兹海默疾病并进行正向干预可有效延缓阿尔兹海默疾病的进程．基于磁共振图像的阿尔兹海默疾病的精准诊断需要综合利用多个感兴趣区域（ROIs）的信息，而单个ROI无法体现不同ROIs之间存在的联系与影响．本文首先提出三输入3D卷积神经网络（CNN），综合利用大脑3D磁共振图像中海马体、灰质（无海马体）和白质3个ROIs的信息．此外，随着神经网络的加深，原始图像的重要特征信息会部分丢失，因此我们又提出一种多输出3D CNN，通过增加中间层的连接和输出，缩短输入和输出之间的距离，增强特征传播，减少特征信息的丢失．结果显示采用多输出3DCNN模型实现整个测试集三分类的准确率为90.5%、精确率为91.0%、灵敏度为90.4%、特异性为95.2%、F1-score为90.5%，诊断性能优于单输出3D CNN模型．

口腔锥形束计算机断层扫描（Cone Beam Computed Tomography，CBCT）图像中牙齿及牙槽骨的分割对骨性结构的三维重建提供了基础，是实现牙齿牙槽骨三维可视化的必要步骤.本文根据牙齿及牙槽骨特点，将一种改进的势阱函数与水平集模型结合，克服以往势阱函数在部分区域出现“停止演化”或“过快演化”的缺陷，并将其应用在对牙齿牙槽骨的分割当中.采用多次小方差高斯滤波叠加的方式对图像进行序贯滤波预处理，解决单一方差高斯滤波难以有效滤除CBCT图像中噪声的问题，为准确分割提供了条件；基于序列图像相邻两张图片中同一牙齿的轮廓变化不大这一特点，以当前层的分割结果作为下一层曲线演化的初始轮廓，使得用更少的迭代次数得到相同结果，从而提高分割速度.另外，本文还将该算法应用于口腔磁共振图像中，并成功对单颗牙齿进行了分割.

磁共振影像学研究表明艾滋病患者的脑结构发生了变化．虽然联合抗逆转录病毒治疗（combined antiretroviraltherapy，cART）能提高艾滋病患者的长期生存率，但是cART对艾滋病患者脑结构改变的影响并不清楚．本研究利用三维高分辨脑结构磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术，使用基于体素的形态测量学方法，探讨了cART对艾滋病患者脑灰质体积的影响．本研究表明cART可以有效减少艾滋病患者的异常脑结构，提示早期实施cART的重要性．

本文将软件无线电技术应用于磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）信号接收，提出了射频直接带通采样MRI信号接收的方法.基于此接收方法设计了一种MRI信号数字解调方法，该方法利用Xilinx公司推出的数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）设计开发工具——System Generator实现，同时设计验证了能够灵活实现数字下变频（Digital Down Conversion，DDC）功能的DDC系统.仿真与实验平台均验证了该接收方法的正确性和有效性.

快速磁共振成像是磁共振研究领域重要的课题之一.随着大数据和深度学习的兴起，神经网络成为快速磁共振技术的重要方法.然而网络性能表现和网络参数量之间较难取得平衡，且对于多通道数据重建的并行成像问题，相关研究较少.本文构建了一种深度递归级联卷积神经网络结构，用于处理并行成像问题.这种网络结构在减少网络参数量的同时，能够尽可能地提高网络的表达能力，提高网络重建的精确度.实验结果表明，相较于传统并行成像方法，通过训练好的神经网络对欠采样磁共振数据进行重建，可以得到更准确的重建结果，且重建时间大大缩短.

本文首次应用9.4 T高场磁共振扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）技术，研究了Wilson疾病模型TX（toxic milk）小鼠的脑组织微观结构改变和结构连接情况.基于感兴趣区域（region of interest，ROI）的分析发现，与对照组相比，TX模型组的各向异性比值（fractional anisotropy，FA）在海马、尾状核和苍白球显著下降；平均扩散率（mean diffusivity，MD）则呈现上升趋势，但无统计学意义.纤维束追踪法结果表明TX模型组小鼠的脑结构连接并未受到严重破坏，证明了铜累积对脑组织的损伤具有区域性.

右心室分割对肺动脉高压、法洛四联症等疾病的心脏功能评估具有重要意义.然而，右心室结构复杂，变动性大、心肌薄且毗邻脂肪，实验全自动分割一直是难点.心脏磁共振短轴电影图像时空分辨高，常用于临床右心室分割及功能评价.本文基于心脏磁共振短轴电影图像对右心室分割方法进行了综述，首先回顾了传统右心室分割算法，然后重点介绍了基于多图谱和深度学习算法的右心室分割进展，并介绍了右心室分割结果常用的评估指标.通过上述回顾发现，基于深度学习算法的分割方法是今后临床应用的右心室分割的主要方法，对心脏相关疾病的诊断及预后十分重要，而且可大大提高医生的工作效率.

本文使用设计的嗅觉吸入装置使大鼠吸入挥发性柠檬醛或无气味空气，之后使用锰增强磁共振成像（MEMRI）的方法，观察长时程（24 h）吸入柠檬醛之后，大鼠脑功能活动变化情况．基于体素分析和感兴趣区（ROI）分析结果显示，与对照组相比，长时程吸入柠檬醛组大鼠伏隔核中心部（AcbC）、嗅小球层（GL）等脑区功能活动增强；而该组大鼠视皮层（VC）、听觉皮层（AC）、压后皮层（RSC）等脑区锰累积显著减少．且长时程吸入柠檬醛之后，大鼠脑区GL与关联的脑区功能相关性显著增强．从而表明MEMRI可用于长时程嗅觉吸入刺激的脑功能研究，并极具应用前景．

当前临床高场磁共振成像（MRI）系统要求成像仪控制台支持16个甚至32个接收通道，可以频繁和高速地进行数据传输并支持快速成像．基于此要求，本文研发了一个基于PowerPC处理器的数据传输模块，将其集成于自行研发的MRI成像仪控制台中，用于成像过程中控制台与计算机之间数据的高速传输．该模块以飞思卡尔公司的高性能PowerPC处理器—MPC8270为核心，运行嵌入式Linux操作系统．处理器与用户计算机之间通过百兆以太网连接，使用局部总线连接控制台的序列运行模块和数据采集模块（数量可扩展）．处理器响应数据采集模块发来的中断请求以快速读取和上传数据．本设计通过驱动程序的设计以保障响应的速度与可靠性．成像实验表明此设计方案能够满足多个接收通道数据快速获取与传输的需求．

在图像引导下的前列腺磁共振图像分割的介入诊断与治疗具有重要意义.本文对距离正则化水平集演化（DRLSE）方法进行了改进并用于前列腺磁共振图像分割.前列腺磁共振图像中靠近膀胱一侧边界较为模糊，靠近尿道一侧及左右两侧边界较为清晰，仅用传统的梯度信息指示函数无法达到理想分割结果.本研究分别采用两个指示函数控制边界清晰段及模糊段的演化，以达到准确分割的目的.此外，还在外部能量函数中增加了能量牵制项，避免演化在虚假边界停止，驱使水平集向灰度波动较大的区域移动，并能在模糊边界停止演化.实验表明利用本方法进行前列腺磁共振图像分割的效果较好；Dice相似性系数（DSC）均值达到96%，接近专家手动分割结果.

本文提出一种基于虚拟共轭线圈（Virtual Coil Concept，VCC）技术和k空间插值鲁棒人工神经网络（Robust Artificial-neural-networks for k-space Interpolation，RAKI）的图像重建方法，用于磁共振多层同时激发成像（Simultaneous Multi-Slice imaging，SMS），该方法能够有效提升重建图像的质量，被命名为VIRGINIA（VIRtual conjuGate coIls Neural-networks InterpolAtion）.为了得到更高质量的SMS图像，本文提出的VIRGINIA方法利用磁共振线圈数据的复数共轭对称性质扩展了SMS所获取的多通道数据，并将扩展后的数据用于RAKI网络的训练，利用训练后的网络实现高质量的SMS图像重建.本文将VIRGINIA方法和其他SMS图像重建方法（RAKI和Slice-GRAPPA方法）进行了对比，并采用结构相似指数（Structural Similarity Index，SSIM）、峰值信噪比（Peak Signal-to-Noise Ratio，PSNR）和均方根误差（Root Mean Square Error，RMSE）对不同方法的重建图像进行了量化对比分析.结果显示，在相同的SMS加速倍数下，使用VIRGINIA方法进行重建的图像质量均好于RAKI方法，且远好于传统Slice-GRAPPA方法.

经颅直流电刺激（tDCS）是一种新颖的神经系统疾病治疗手段，可非侵入性调控中枢神经活动.它具有安全、成本低、疗效显著等特点，因此在神经科学等领域被大量研究和应用.功能磁共振成像（fMRI）具备高时空分辨率的优势，近年来被广泛用于tDCS治疗效果的评估及其作用机制的研究.本文从临床研究与动物模型实验两方面总结fMRI技术应用于tDCS研究中的最新进展，并讨论其应用前景.

磁共振热疗(magnetic resonance hyperthermia)是近年来新兴的一种纳米医学治疗方法，由磁共振的硬件架构产生特定交变磁场，有效地加热磁性纳米粒子，以直接或间接地杀死癌细胞，体现诊疗一体化．提高磁性纳米粒子的加热效率是当前磁共振热疗领域亟待解决的难题之一．磁性纳米粒子的加热效率不仅与粒子本身的大小、性质以及尺寸分布有关，还和聚集状态有关．该研究利用3D Metropolis 蒙特卡罗模拟方法，模拟了不同温度下磁性纳米粒子的磁共振热动力学行为及其团聚与分离现象；并通过修正过的郎之万方程，建立了相变临界温度与外加磁场频率的函数关系．模拟结果显示，磁性纳米粒子悬浮液中多聚体的相对含量随着温度的升高而降低，达到临界温度后，多聚体完全分离成单体；而提高交变磁场频率可以显著降低临界温度，且存在临界频率，高于此临界频率后临界温度不再受外加磁场频率影响，达到稳定．因而在临界频率下预热磁性纳米粒子悬浮液，使得多聚体分离成单体，可优化磁性纳米粒子的热疗效率．

超极化气体3He 或者¹²⁹Xe 扩散加权成像已经被证明了能够有效检测慢性阻塞性肺部疾病(COPD)中肺部微结构的改变．相比于³He，¹²⁹Xe 更便宜而且更容易获得，但是¹²⁹Xe 成像中较低的信噪比致使¹²⁹Xe 的肺部表面扩散系数(ADC)的测量面临着许多困难．在该研究中，为了得到更高的图像信噪比，作者对气球模型，健康大鼠和COPD大鼠进行了单个b 值(14 cm2/s)的扩散加权超极化¹²⁹Xe 磁共振成像(MRI)．所有的COPD模型大鼠是通过烟熏和注射内毒素(LPS)进行诱导得到的．在7 T 磁共振成像仪上面获得了大鼠肺实质的超极化¹²⁹Xe ADC 值分布图．COPD 大鼠肺实质的¹²⁹Xe ADC 值是0.044 22±0.002 9 和0.042 34±0.002 3 cm2/s (Δ = 0.8/1.2 ms)，远大于健康大鼠肺实质的¹²⁹Xe ADC 值0.037 7±0.002 3 和0.036 7±0.001 3 cm2/s．而且COPD 大鼠肺实质相关的¹²⁹Xe ADC 直方图也表现出了一定的展宽．这些结果说明了COPD 大鼠肺泡空腔的增大能够通过129Xe 在肺里面的ADC 增长和相关直方图的拓宽反应出来，从而证明了单个b 值的扩散加权MRI 方法可以有效地对COPD 大鼠进行检测．

一种新型的以天门冬氨酸-苯丙氨酸共聚物为载体的大分子生物相容性材料(AP-EDA-DOTA-Gd)被制备出来作为磁共振成像造影剂．首先合成了天门冬氨酸-苯丙
氨酸共聚物，之后利用乙二胺将1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四乙酸(DOTA)连接到共聚物上，最后将钆离子通过配位的作用方式连接到DOTA 上，最终得到大分子AP-EDA-DOTA-Gd．体外溶血性试验表明AP-EDA-DOTA-Gd 具有较好的血液相容性．在pH = 5.5 的组织蛋白酶B 的磷酸缓冲液中，AP-EDA-DOTA-Gd 能够降解．APEDA-DOTA-Gd 的体外弛豫效率(15.95 mmol^–1?L?s^–1)为目前临床应用的Gd-DOTA (5.59mmol^–1?L?s^–1)的2.9 倍．大鼠肝脏成像实验结果表明，AP-EDA-DOTA-Gd 对于肝组织的成像增强对比度为63.5±6.1%远高于Gd-DOTA (24.2±2.9%)．

1型糖尿病(T1DM)是一种慢性代谢疾病，主要表现为胰岛素分泌量较正常情况下降，会对人体的多个器官和系统造成持续性的损伤．关于糖尿病的横向研究发现糖尿病患者相比于正常人存在着显著的脑萎缩，但关于糖尿病引起的脑萎缩随时间发生进行性改变的研究比较少见．实验采用腹腔注射链脲佐菌素(STZ)来诱导建立大鼠的1型糖尿病模型，运用磁共振成像(MRI)的方法对萎缩的脑区进行定位并在造模后12周和20周两个时间点对脑萎缩的程度进行对比分析，然后运用组织化学染色的方法观察在MRI上出现进行性萎缩的脑区中的神经元所发生的病理改变．MRI的结果表明：STZ诱导的T1DM大鼠相比于正常对照组大鼠出现了显著性的全脑体积、灰质体积和白质体积的萎缩，并且在多个白质脑区和灰质脑区均出现了萎缩程度随着病程的延长而逐渐加重．组织化学染色的结果发现，STZ诱导的T1DM大鼠相对于正常对照组大鼠在体感皮层、运动皮层和海马CA3区，均出现明显的神经元萎缩现象．

运动会影响? -氨基丁酸(GABA)磁共振谱图质量，因此，数据采集后应对是否运动加以辨别并对运动的波谱数据作相应处理．该文报道了 GABA 磁共振活体波谱测量中回顾性运动校正后处理方法．该后处理方法通过残余水峰来判断被试扫描过程中的头部运动，重建时舍弃受运动影响的数据，从而改善最终得到的编辑谱的质量．同时该文将这种运动校正方法集成到 MEGA-PRESS 序列的重建模块中，使得扫描完成后能直接得到运动校正后的编辑谱，并可采用 LCModel 对编辑谱进行定量分析．研究结果表明，这种方法可以有效去除受运动影响的数据，使得最终得到的谱图质量明显改善，从而为医学诊断和研究提供便利．

核 Overhauser 增强(NOE)效应在高场下的化学交换饱和转移中会造成 Z 谱高场位置的负背景信号，有望成为一种新的磁共振成像(MRI)对比机制．然而，研究指出， NOE信号的发生区域与主要的脂肪信号的频率位置有重叠，因此 MRI 中观察到的 NOE 信号有可能混合了脂肪信号．该文通过鸡蛋的模型实验，初步分析了脂肪含量较高的组织内脂肪信号对 NOE 效应的影响，并通过健康大鼠鼠脑及颅内肿瘤大鼠鼠脑实验，分析了脂肪对脑部 NOE 对比成像及基于 NOE 对比成像的疾病诊断的影响．结果表明，脂肪含量较高的组织内脂肪信号会引起伪 NOE 效应，并影响 NOE 对比图像的准确性．

20 世纪 90 年代初，随着第一代超高场磁共振成像仪的投入使用，因其诸多的优点，如更高的检测信噪比、更好的对比度、更强的 BOLD 效应和更宽的波谱，超高场磁共振成像成为国际医学磁共振领域最热门的研究方向之一．该文以最新一代的 7.0 T MRI成像仪为例，简述超高场磁共振人体成像仪的系统结构、研究进展，并展望其在神经科学、认知科学和医学的应用前景．

肥胖症已经成为严重威胁人类健康的主要慢性疾病之一,磁共振成像(MRI)和磁共振波谱(MRS)技术的结合运用,对于评价脂肪组织分布和蓄积程度具有极大的优势.该文总结了近年来MRI与MRS技术在肥胖症研究中的应用进展,并讨论了MRI与MRS技术在肥胖症临床应用及科学研究中的价值.

通过限制球形卷积(constrained spherical deconvolution,CSD)和神经纤维追踪技术(tractography),以了解大脑左右半球的弓状束(arcuate fasciculus,AF)神经结构完整性与语言理解能力的相关性.该文使用磁共振成像(MRI)仪对14例大脑左半球罹患肿瘤的右利手患者进行了术前术后扫描(每次扫描均伴随一次波士顿失语症测试),并用分析软件DSI Studio计算术前术后左右半球弓状束的四项扩散指标,并进行了比较.结果发现左脑弓状束有两项指标在术前术后有非常显著的差异(p<0.01),而右脑四项指标均无显著改变(p>0.05).另外,该文还将扩散指标与患者相对应的语言测试所反映的语言理解能力进行了相关性分析,发现无论术前术后,左半球弓状束与语言理解能力相关系数r介于0.6~0.8之间,而右半球则仅介于0.3~0.4之间.上述结果表明,语言理解能力与左侧弓状束密切相关(p<0.01),而与右侧弓状束相关性不大,此结果与以往研究者对大脑侧化的认知相符.

豆纹动脉是大脑内部的重要动脉，其阻塞往往会导致腔隙性脑梗死．现在在临床上主要利用数字减影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）技术实现豆纹动脉成像，然而DSA的有创性是其重要的限制因素．有研究表明，在高场磁共振系统（7 T）下，时间飞跃法（Time-Of-Flight，TOF）已经能够得到较好的豆纹动脉影像，但是在临床使用的1.5 T或3 T磁共振系统下，由于豆纹动脉的管腔直径非常小（大约为0.3~0.7 mm）、血流速度比较慢，对其成像仍然是个挑战．该文主要研究了在3 T磁共振系统下使用流动敏感黑血（Flow-Sensitive Black-Blood，FSBB）序列对豆纹动脉进行成像的方法，并对该成像序列中流动敏感梯度的设计进行了优化，使其在扫描时间和图像分辨率、对比度、信噪比等方面都能够基本满足临床使用的要求．

J差分谱编辑技术已广泛用于人脑γ-氨基丁酸（γ-amino butyric acid，GABA）的检测，利用MEGA-PRESS序列可以有效编辑GABA在δ_H 3.02处的信号.由于相近的化学位移和J耦合作用，大分子（macromolecule，MM）在δ_H 3.00的信号也同时被编辑，因此测量得到的GABA信号中包含一部分MM信号（GABA+MM，简称GABA+）.对称谱编辑技术可以有效抑制大分子，但该方法对编辑脉冲的频率选择性要求较高，因此对称谱编辑技术中编辑脉冲持续时间一般较长.该研究将MEGA-PRESS序列中编辑脉冲持续时间由14 ms增加到20 ms，回波时间（echo time，TE）由68 ms增加到80 ms，分别测量GABA+与对称谱编辑技术抑制大分子后的GABA（简称GABA）.结果发现，在较长编辑脉冲作用时间和较长TE条件下，GABA比GABA+含量低27%；长编辑脉冲持续时间可以有效提高编辑脉冲的频率选择性，更好地实现对称谱编辑技术抑制大分子，有助于分析人脑GABA含量测定中大分子信号干扰的影响.纯GABA含量测量，有助于更准确地分析GABA在人脑中的代谢过程，以及GABA含量与各种疾病和功能认知反应之间的相关性.

在应用磁共振血管造影图像进行临床诊断时，临床医生往往需要提取感兴趣区域（Region Of Interest，ROI）的部分血管．这个工作传统上需要手工进行，费时费力．该文提出一种并行的血管分割与追踪算法，利用现代图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU）所具备的大规模并行计算能力进行快速的血管分割．首先将三维图像网格化为共面的立方体，并行处理每个立方体，确定立方体中哪些表面有血管通过，以及立方体中哪些体素包含血管．之后再将该结果用于串行的全局分割与血管追踪处理．实验结果表明，利用这种先并行后串行的方法，可以在1 s之内完成全脑血管的分割，分割的结果也更准确．

用固相多肽合成技术制备了特异性靶向肺癌干细胞的T₁型多肽核磁共振成像（MRI）探针——Gd-DOTA-HCBP-1．在11.7 T静磁场条件下，其纵向弛豫效率（r₁）为6.15 mmol^-1·L·s^-1，是商用T₁造影剂Dotarem的1.6倍．体外细胞成像表明，此探针的使用可显著提高肺癌干细胞克隆球的可观测性，单个克隆球（包含2 000~4 000个细胞）可被明显辨识．

本文探讨1.5 T磁共振化学交换饱和转移（Chemical Exchange Saturation Transfer，CEST）成像的影响因素.通过试管模型和临床病例，采用GE Signa HDe 1.5 T磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）扫描仪分别进行不同矩阵、激励次数、翻转角、磁化传递翻转角的CEST成像对比分析，以及不同激励次数、磁化传递翻转角的Z谱分析，并从成像组织、成像设备、成像技术等方面对原始图信号、酰胺质子转移（Amide Proton Transfer，APT）信号及Z谱进行分析研究.实验结果表明1.5 T MRI扫描仪的CEST图像信噪比相对较低，且磁场稳定性及均匀度影响了CEST成像的效果.在其他参数不变的情况下，降低采集矩阵和增加激励次数与翻转角可以增加原始图像信噪比.磁化传递翻转角为105°时，CEST成像效果最好.激励次数为2、磁化传递翻转角为105°时，所得数据符合组织Z谱情况.模型Z谱在磁化传递频率为-294~-194 Hz范围可显示30%谷氨酸（Glu）、碘剂（I₃₂₀）、纯水（H₂O）、肌酸（Cr）的信号差异，与H₂O差异最大处在-244~-214 Hz.原始图像信号30% I₃₂₀明显高于Glu、H₂O、Cr，Cr略低于Glu，APT图Cr略低于Glu.25例脑肿瘤的APT图呈高信号、12例脑梗塞的APT图呈低信号，CEST原始图像均可区分病变区域.有12例因采集时间、患者配合情况、环境及室温等影响导致CEST成像的失败.由此得出1.5 T场强下，CEST技术受到成像组织、设备、技术等因素的影响，需要进行多方面优化.在保证磁场稳定性及均匀度的情况下，优化参数的CEST成像和Z谱成像可以区分代谢物及其浓度.

设计并合成了结构为TPP-Lys（Acp-DOTA-Gd）-COOH（简称Gd-DOTA-TPP）的小分子磁共振探针，通过电转染的方式用探针标记人源脐带间充质干细胞（hMSCs）.11.7 T磁共振成像（MRI）扫描结果表明，Gd-DOTA-TPP标记的hMSCs在细胞内Gd含量为9×10⁹ Gd/cell时，T₂加权信号强度即可低至背景信号强度，呈现较强暗信号.将Gd-DOTA-TPP标记的hMSCs移植入小鼠脑室，可明显提高移植干细胞在MRI设备上的检测灵敏度，检测限可低至10³个细胞.

磁共振成像（MRI）是一种无电离辐射的非介入性的眼内肿瘤检测方法，但分辨率和运动伪影是成像过程中不易克服的困难．以往的扫描方法或是不可避免的引入运动伪影，或是需要受试者做精确的配合，增加了成像的难度，给受试者带来不舒适的体验．本文提出了一种以超分辨率理论为基础的新的磁共振眼球成像方法，使用一种特制的眼球线圈，对眼部区域扫描一系列动态的图像，使得不同方向上的采集分辨率互补．最后经过预处理、配准、超分辨率重建等操作，得到高质量的磁共振眼球图像．实验结果表明，这种方法可以在不需要受试者做额外配合工作的情况下，得到更加清晰的磁共振眼球图像．

磁共振成像（MRI）技术可实现对温度的非侵入式检测．温敏性MRI造影剂能够对温度变化做出响应，进而导致与其结合的水质子的弛豫速率、信号强度或化学位移等磁共振参数发生显著改变，已作为将温度信号转化为磁共振信号的传感器广泛应用于MRI测温技术中．本文介绍了温敏性MRI造影剂的种类、原理、研究现状及其应用前景．

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）含量异常会引发一系列大脑疾病，因此在体检测人脑GABA含量成为一种十分必要的医疗技术.本文基于GABA检测常用的谱编辑方法MEGA-PRESS，引入性能更好的SLR脉冲代替常用的高斯脉冲，并使用单频带和双频带结合的方法激发特定频率的物质，在联影（United Imaging Healthcare，UIH）的uMR780磁共振系统上实现了一种优化的MEGA-PRESS序列.结果表明：SLR脉冲可以减少大分子（macromolecule，MM）信号对GABA信号的干扰；单频带和双频带结合可以更好地抑制残余水信号对GABA^*信号的影响.水模实验和人体实验结果均证实优化的MEGA-PRESS序列可以更好地实现GABA^*含量在体检测.

本文探讨了磁共振成像（MRI）形态学指标与胶质母细胞瘤（GBM）特征分子表达率的相关性，为GBM的临床评估、个性化治疗方案的选择及预后评价提供了影像学参考依据.首先回顾性分析了我院60例经手术病理证实的GBM的MRI数据，测量计算出肿瘤区最长径（TLD）、水肿区最长径（ELD）、强化与肿瘤长径比例（CTE/TLD）3个形态学指标.同时，进行免疫组化染色，得到GBM的表皮生长因子受体（EGFR）、异柠檬酸脱氢酶-1（IDH-1）、抑癌基因TP53、磷酸酶-张力蛋白（PTEN）和神经丝轻链（NEFL）特征性变化，根据染色程度与瘤细胞阳性细胞的比率的乘积进行评分.然后，对TLD、ELD和CTE/TLD与上述分子表达分别进行Pearson相关分析和多元logistic回归分析.结果标明TLD与EGFR、PTEN表达呈正相关（r=0.796、r=0.533），与IDH-1表达呈负相关（r=-0.672）.CTE/TLD与EGFR、PTEN表达呈正相关（r=0.622、r=0.638），与IDH-1表达呈负相关（r=-0.493）.ELD与5个特征分子的表达均无显著相关性.因此，基于MRI的肿瘤形态学分析能够在一定程度上反应肿瘤特征分子的差异，对GBM的分子分级和预后判断可提供直观的影像学参考依据.本文结果显示常规MRI测量肿瘤形态学指标有可能成为一种较为简便直观的胶质瘤分级与预后评估手段.

右心室分割对肺动脉高压等疾病的心功能分析具有重要的临床意义.然而，右心室心肌薄、易变且不规则，其传统的医学图像分割方法仍然未能取得突破性进展.本文提出基于COLLATE（Consensus Level，Labeler Accuracy and Truth Estimation）的多图谱分割方法，首先以归一化互信息为相似测度对目标图像和图谱集进行B样条配准以获取粗分割结果；然后利用COLLATE对粗分割结果进行融合；最后采用基于形状约束的区域生长算法修正出现错误的数据.10例临床心脏磁共振短轴电影图像被用于算法验证.本文还将使用基于COLLATE的多图谱分割方法得到的结果与深度学习算法及手动分割进行了比较.结果显示与深度学习算法比较，使用本文算法得到的射血分数（Ejection Fraction，EF）与手动分割更加一致和相关，表明该算法的分割结果有望辅助临床心脏功能诊断.

训练样本是所有领域人工智能（AI）研发的关键因素.目前，基于人工智能+磁共振成像（AI+MRI）的影像诊断存在着训练样本的有效标注数量和类型无法满足研发需求的瓶颈问题.本文利用临床MRI设备对志愿者或阳性病例进行正常或重点病灶区的定量扫描，获取高分辨率各向同性的纵向弛豫时间（T₁）、横向弛豫时间（T₂）、质子密度（Pd）和表观扩散系数（ADC）等物理信息的多维数据矩阵，作为原始数据.开发虚拟MRI技术平台，对原始数据（相当于数字人体样本）进行虚拟扫描，实现不同序列不同参数下的多种类磁共振图像输出.选择感兴趣组织具有最好边界区分度的图像种类，经有经验的影像医生对其进行手动勾画并轨迹跟踪形成三维MASK标注矩阵，作为其他种类图像的图像勾画标注模板，从而实现低成本、高效率的MRI样本增广和批量标注.该平台以临床少量阳性病例作为输入，进行样本增广和标注，极大地减少AI对实际扫描样本的要求，降低了影像医生的精力和时间投入，极大地节省了成本，并输出了数量足够的磁共振图像，为基于AI+MRI的影像诊断研发提供低成本的训练数据解决方案.

扩散张量脑模板包含丰富的大脑白质组织信息，在空间标准化或者脑图谱创建中具有重要价值，然而基于扩散张量模型构建的脑模板精度不高，特别是在脑部复杂的神经元微观结构区域中应用受到限制.针对这一问题，研究者们提出了基于高分辨率扩散成像构建大脑模板的方法.本文对使用扩散张量成像方法进行脑模板构建的研究进展进行了综述，首先介绍了扩散张量脑模板构建的发展进程，阐述了脑模板构建中解决的技术问题及同时存在的局限性；接着详细论述了基于扩散频谱成像及高角度分辨率扩散成像构建脑模板的不同方法间的差异，并总结了这些研究方法取得的重要进展；最后通过分析目前研究进展提出该研究问题中存在的不足以及未来的发展趋势.

高强度聚焦超声（High Intensity Focused Ultrasound，HIFU）治疗肿瘤时，为了保证治疗的安全性和有效性，需要对组织温度分布进行实时监测.磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）具有对温度敏感的成像参数，可以无创检测组织温度.本文结合组织相变对测温的影响，探讨了磁共振测温（Magnetic Resonance Thermometry，MRT）技术能否用于实时监控HIFU治疗.利用两态快速交换模型，提出在组织凝固性坏死的相变前后，MRI的纵向弛豫时间（T₁）参数与组织温度之间具有不同关系.并通过实验验证了上述假设.相对于传统的磁共振测温方法模型，本文考虑了HIFU治疗过程中组织相变对检测温度的影响，对利用磁共振测温引导HIFU治疗具有重要的参考价值.

化学交换饱和转移（Chemical Exchange Saturation Transfer，CEST）技术作为一种新型的磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术.它的原理为溶质池中被激发饱和的质子与游离水中未被饱和的质子间的化学交换，能够引起水质子磁共振信号的下降，从而获得组织内生物分子的相关信息.由于质子间的交换速率k_ex与组织微环境的pH值之间存在直接联系，因而可以通过溶质质子的CEST信号对活体组织进行pH成像.目前用于pH成像的溶质分子既包括内源性游离的蛋白质、多肽分子，还包括一系列的外源性小分子和金属螯合物.通过不同类型的比率法、内源性胺和酰胺浓度-独立检测（Amine and Amide Concentration-independent Detection，AACID）等成像方法，能够获得肾脏、中风脑组织以及肿瘤组织的pH图谱.本文详细总结了2000年以来利用CEST技术进行pH成像方面的研究进展，包括对比剂、成像方法和相关应用，展望了活体组织pH成像的发展趋势和应用前景.

目前质子磁共振波谱技术可用于肝脏脂肪含量的定量检测.利用快速T₂校正多回波波谱采集序列可一次屏气获得一组不同回波时间的波谱数据，然后通过谱线拟合和分析得到质子密度脂肪分数.波谱数据后处理一般通过第三方软件，处理步骤复杂，需要消耗大量的时间，而且有不可避免的人为控制因素干扰.本文开发了自动波谱后处理算法，可以实现谱线拟合、T₂衰减校正和脂肪分数计算，并进一步采用水脂模型实验和人体肝脏脂肪检测实验对算法的可行性和准确性进行了评估.研究结果显示，本文提出的自动定量算法计算得到的质子密度脂肪分数和jMRUI软件处理得到的结果高度一致，但其操作简单，更适用于脂肪肝临床检测.