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近年来磁共振弥散张量成像(DTI)技术作为一种无创的研究人体大脑纤维结构的磁共振成像技术，受到神经科学、医学等不同领域研究者的重视。DTI技术通过测量脑组织水分子的弥散特性，可以全方向性地描述神经纤维结构。随着成像技术的发展和成熟，DTI技术已从最初在6个弥散梯度方向测量弥散发展到在更多方向上进行测量，目前可以在6-256个弥散梯度方向上采集数据。从理论上说，弥散梯度方向越多，得到的图像更接近真实神经纤维结构，噪声的影响也越小。因此，越来越多的实验开始采用12个、25个乃至更多梯度方向的DTI数据，这就对已有的只能处理6方向数据的DTI数据处理平台提出了挑战。本文利用奇异值分解，推导得到了一个可以求解多方向DTI数据弥散张量的通用算法，并将该算法与国际常用的算法或软件进行结果比较，为本实验室现有平台的进一步完善和推广奠定基础。
另一方面，由于DTI技术可以很好的描绘脑内白质纤维结构，而功能磁共振成像(fMRI)在分析研究大脑功能方面有着广泛的应用，DTI与fMRI数据的联合研究为探讨大脑结构一功能问的关系架筑了一座桥梁。本文采用感兴趣区域(ROI)与协变量的相关分析，通过对由DTI数据获得的分量各项异性(FactionalAnisotropy，FA)进行多元回归分析，寻求与功能有关的白质脑区，并进一步分析这些白质脑区FA值的变化，得到这些脑区白质完整性的信息，进而研究大脑结构连接和功能连接之间的相关性。这种联合研究算法被应用在阿尔兹海默病(AlzheimersDisease，AD)患者的DTI数据与静息态fMRI数据上，结果证明AD患者的白质完整性与其功能受损存在着相关性，为AD的早期诊断提供了一种研究思路。
文章的最后提出了两种算法中的不足及今后的研究方向。