静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究

静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究近年来取得了迅猛发展. 通过对fMRI信号低频涨落成分的同步性分析,可以得到大脑静息态任意脑区的功能连接和多套网络系统,其中“默认网络”的发现可能为人脑固有网络的研究提供新的思路. 而静息态网络与解剖连接之间可能存在的对应,以及在神经精神疾病患者脑中性质和连接的异常改变,使其具有重要的研究和临床应用价值. 该文总结了静息状态功能磁共振成像的主要研究成果,对静息状态脑功能网络的发现和发展、研究方法、各网络及其特点以及在临床方面的应用进行简单的介绍和分析.     

光激活磁共振脑功能成像的研究现状及前景

磁共振脑功能成像经过20年的发展已经成为大脑认知神经科学研究中最主要的技术.光激活磁共振脑功能成像是将它与新发展起来的光遗传学相结合的新兴技术,具有高时空选择性地分析特定神经回路或特定类型的神经元在整个功能网络中的作用的巨大潜力,为理解人类脑功能和揭示神经精神疾病机理可提供新的技术手段.     

磁共振结构成像在自闭症研究中的应用

自闭症,又称作孤独症,是一种常发生在儿童中的广泛性发育障碍,表现为交流障碍、语言障碍以及重复刻板的行为和狭窄的兴趣爱好. 磁共振成像作为一种无损伤的和多参数的影像方法,其各种检测手段均被应用于自闭症实验研究,其中结构磁共振成像(sMRI)和功能磁共振成像(fMRI)研究居多. 研究表明自闭症患者脑部结构发生了显著性改变. 该文综述了当前世界上利用磁共振结构成像研究自闭症的主要成果,包括结构磁共振成像研究脑体积变化,扩散张量成像研究自闭症的脑白质损伤. 该文也说明磁共振成像是一种十分有用的研究工具,有望在将来更多被用于探索自闭症的未知领域.     

简易脑功能近红外光谱系统设计

功能近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy, fNIRS)是一种无损的脑成像技术,经过20年的发展,已广泛应用于认知神经科学研究领域。基于神经血管耦合机制,与功能相关的大脑神经活动增强会引起局部脑血流量的升高,进而引发血液中氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白浓度相应的变化,间接反映了大脑中神经激活程度。研制了一套基于多功能采集卡的单通道连续波fNIRS系统。在该系统中,选择激光二极管作为光源具有较好的单色性和较低的发散角,690和830 nm波长的组合有助于降低发色团之间的串扰。频分复用技术用于区分来自不同光源的信号,同时也消除了环境光、工频干扰等特定频率的噪声源。利用LabVIEW软件平台实现了光源的时序控制、自动增益调节、数字正交相干解调,以及数据可视化与存储等功能。屏气和心算实验结果表明,该系统可用于监测大脑局部血红蛋白浓度的实时变化,并可以检测与高级脑功能相关的激活。     

增强低场下脑功能磁共振成像显著性的研究

实现了基于低场0.35 T磁共振成像系统的大脑功能磁共振成像（functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI）的研究. 基于质子密度加权的快速自旋回波(Turbo Spin Echo,TSE)图像,重点研究增强低场fMRI显著性的方法,目的在于提高低场fMRI的可用性. 结果表明：健康受试者在执行手动任务期间,大脑运动区的信号强度变化可以由基于血管外质子信号增强 (Signal Enhancement by Extravascular water Protons,EEP)的对比机制探测. 优化TSE序列参数能提高图像SNR和扫描速度,并在统计分析中增加外在屏蔽图像,可以有效地提高低场下fMRI研究结果的显著性.     

清醒猴功能磁共振成像技术平台

功能磁共振成像对脑与认知科学和神经医学的重大推动作用,已为二十多年来数以万计基于人类被试的实验所证实。清醒猴功能磁共振成像因兼具功能磁共振成像和清醒状态非人灵长类动物实验二者的技术特点,在脑科学及脑疾病的研究方面具有独特的优势,近年来在国际脑科学研究中受到了广泛的重视。     

结合局部一致性和低频振幅探究躯体症状障碍患者大脑自发性活动的改变

躯体症状障碍（somatic symptom disorder,SSD）是一种常见的医学疾病,致病原因涉及生物学、心理学及社会因素.目前关于SSD的神经机制知之甚少.本研究通过静息态功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）,结合低频振幅（amplitudes of low-frequency fluctuation,ALFF）和局部一致性（regional homogeneity,ReHo）分析探究45位SSD患者和43位健康对照自发性脑活动特征的区别.结果发现：与对照组相比,SSD患者右侧扣带回中部的ReHo值显著升高,而右侧楔前叶、左侧颞下回延伸到左侧颞中回和左侧海马旁回、右侧脑桥的ReHo值显著降低.同时,SSD患者扣带回中部延伸至左侧额中回、右侧脑岛延伸至右侧额下回、左侧额中回延伸至左侧前扣带回的ALFF值均显著升高.这些脑区的脑功能与自我加工、情绪处理、身体知觉等有关,与SSD发病机制有重要联系.     

fMRI在经颅直流电刺激研究中的应用进展

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.     

人脑初级视皮层内事件相关型视觉刺激fMRI BOLD响应特性初步研究

基于脑血氧水平依赖(BOLD)对比的功能磁共振成像（fMRI）方法是研究脑功能活动的一种重要的无损伤探测手段，BOLD的机制及它与脑神经活动关系一直是国际上十分活跃的研究领域，尤其是在实验研究方面. 视觉刺激所引起的脑的初级视皮层(V1) 的BOLD响应的时间特性已有较多的研究，但是在这些研究中，有的结论认为BOLD对视觉刺激的响应是线性的，有的结论却是相反的. 我们采用事件关联型核磁共振功能成像（ER-fMRI）方法，研究不同的短暂视觉刺激持续时间下的BOLD响应，得到了视觉刺激下的脑激活图. 同时找出了视觉刺激时间分别是1、2、3、4、5和6 s的V1区的BOLD响应曲线，并初步显示出BOLD响应与刺激持续时间的线性关系.     

视觉非随意注意的近红外脑功能成像技术与事件相关脑电位检测技术研究

近红外脑功能成像技术(fNIRI)是近年来发展起来的新技术,与心理学研究常用的事件相关脑电位检测技术(ERP)相比,能提供电生理信号之外的与脑功能活动相关的血液动力学信息。设计了非随意注意的经典范式,对同一组被试者分别使用近红外脑功能成像技术和事件相关脑电位检测技术检测其在实验过程中脑活动变化,然后对两种技术检测的结果进行处理和比较分析。结果发现近红外脑功能成像技术测出的非随意注意源定位在前额叶,与其相关P3a脑电皮层分布一致,甚至近红外脑功能成像技术测出的源定位范围可以缩小到Brodmann46区;血液激活先于P3a并在P3a完成后显著增强的现象支持深入研究脑机理的可能性。因此,近红外脑功能成像技术可有效地应用于脑的高级功能研究。     

Echo-shifted multislice EPI for high-speed fMRI

The advantages of event-related functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) and the increasing use of fMRI in cognitive experiments are both driving the development of techniques that allow images sensitive to the blood oxygen level-dependent effect to be acquired at ever-higher temporal resolution. Here, we present a technique based on the use of echo shifting (ES) in conjunction with a multislice (MS) echo planar imaging (EPI) readout, which allows T2*-weighted images to be generated with a repetition time per slice that is less than the echo time (TE). Using this ES-MS-EPI approach, it is shown that images with a TE of 40 ms can be acquired with an acquisition time per slice of only 27 ms. The utility of the MS-ES-EPI sequence is demonstrated in a visual-motor, event-related fMRI study in which nine-slice image volumes are acquired continuously at a rate of 4.1 Hz. The sequence is shown to produce reliable activation associated with both visual stimuli and motor actions.     

台式磁共振成像系统的研制

自行开发了一套专门用于演示磁共振成像原理的教学用磁共振成像系统. 本文详细介绍了本系统的硬件结构与软件思路,并对各个功能部件给出主要性能参数,最后给出常规MRI实验结果.     

Brain maps of Iowa gambling task

Background  

Somatic Marker Hypothesis (SMH), based on clinical observations, delineates neuronal networks for interpreting consciousness generation and decision-making. The Iowa gambling task (IGT) was designed to verify the SMH. However, more and more behavioral and brain imaging studies had reported incongruent results that pinpointed a need to re-evaluate the central representations of SMH. The current study used event-related fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging) to examine neural correlates of anticipation vs. outcome, wins vs. losses, and differential decks' contingencies of IGT.     

Idiopathic dilatation of the pulmonary artery: report of four cases.

Idiopathic dilatation of the pulmonary artery (IDPA) is a rare congenital disease which is usually detected fortuitously on chest x-ray, thus radiologists must be aware of this clinical entity. This report describes four cases to which Magnetic Resonance Imaging (MRI) played a major role in diagnosing IDPA and in detecting the concomitant findings observed in this disease. MRI is a non-invasive procedure with many advantages for the accurate and reproducible measurement of artery structures, which makes it the preferred option for combined use with echocardiography in the diagnosis and follow-up of patients with IDPA.     

超强边缘磁场梯度场下的磁共振成像:STRAFI 实验

磁共振成像（MRI）是一个能够探测样品内部特性的有效检测手段,已被广泛应用于化学、生物研究,以及医疗诊断领域. 自约40年前发展以来, 成像方法的不断发展使得MRI的成像分辨率、实验效率和成像杂核能力得到了很大的改进. 边缘磁场成像（STRAFI）是一种很具潜力的成像方法之一,它利用了超导磁体本身具有的边缘场的强梯度场. 该综述介绍了STRAFI基础,并概括了成像的基本原理、STRAFI的实验理论和方法及其在实际研究中的应用. 由此将比较STRAFI实验相对于传统MRI方法的所具有的优势和多面可行性.     

Nuclear magnetic resonance (NMR) imaging in the diagnosis of spinal osteomyelitis

Nuclear Magnetic Resonance Imaging (NMR) was performed on two patients whose clinical radiograph and bone scanning suggested spinal osteomyelitis before and after successful antimicrobial therapy. The images obtained suggest that NMR may be more useful in the diagnosis of this condition than other conventional imaging techniques. Hitherto NMR has not been considered particularly useful for the diagnosis of bone disease. This may be true for cortical bone, from which no signal is obtained using the NMR technique, but for medullary bone it appears to be a potentially useful, non-invasive and safe method of diagnosis.     

MRI fast tree log scanning with helical undersampled projection acquisitions

Magnetic Resonance Imaging opens an alternative way to analyze wood structures using a non-destructive technology. It provides high resolution, compound-based contrast manipulation and increased data acquisition flexibility. The technique is particularly useful for tree logs, since they present several characteristics that can be used to reduce the long scan time. This study proposes a method that takes advantage of the log cylindrical symmetry, acquiring transverse 1-D projections with a helical and undersampled pattern. Linear interpolation is used to estimate the skipped data and slice images are reconstructed by filtered backprojection. The sequence is improved using selective multi-pass scanning, without major variations of the scan time. Computer simulations and experimental results show that the proposed technique can increase the scan speed by a factor of 6, while maintaining the ability to identify typical tree log characteristics.     

Different configurations of metamaterials coupled with an RF coil for MRI Applications

In this paper, the effect of coupling two kinds of metamaterial cells with a coil to achieve Magnetic Resonance Imaging (MRI) is investigated. Both an array of four spirals then a single spiral-shaped metamaterial are put on the top of the coil antenna. These metamaterial based resonant structures are designed to work at 63?MHz. They are intended to increase the sensitivity of the whole system and to improve the homogeneity of the RF magnetic field pattern. The spiral-shaped metamaterials added on the top of the antenna gave very promising numerical results. The calculated magnetic fields are homogeneous and their magnitudes are multiplied by factor of 4 up to?6. We are fabricating both structures using microfabrication techniques because of the small size of the structures.     

用近红外光拓扑图技术短期预测脑梗塞

本研究用近红外光大脑拓扑图技术(near-infrared cerebral topography, NIRS topography),对大鼠大脑中动脉线栓梗塞模型的皮层缺血部位进行定位成象.我们利用氧合血红蛋白和去氧血红蛋白对近红外光的吸收峰值波长分别为850nm和760nm的原理,制作了NIRS拓扑仪.分别用NIRS拓扑仪、磁共振成象和解剖样本染色对10只SD雄性大鼠大脑皮层缺血部位进行成象.结果表明,NIRS拓扑图所显示的皮层缺血面积与磁共振图象及解剖样本所显示的皮层缺血面积的相关系数分别为0.82(p<0.05)和0.89(p<0.01).