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.     

大鼠中风模型的超小氧化铁粒子神经血管成像(英文)

现今诱导血管增生剂在中风后的治疗效应引起了人们的关注.这项工作的一个目的是用短时脑中动脉栓塞大鼠中风模型(MCAO)和磁化率加权成像(SWI)的核磁共振成像(MRI)方法,监测在中风后半月形损伤区新生成的旁侧血管.P904是法国格尔伯实验室生产的超小超顺磁氧化铁粒子弛豫试剂(USPIO).它在低剂量减少T1弛豫时间,适中剂量时减少T2*弛豫时间.实验动物被随机分为3组:中风Sildenafil治疗组(n=6)、中风无治疗对照组(n=5)和无中风无治疗对照组(n=1).在P904注入前后分别进行MRI成像.磁化率加权成像的时间点是:栓塞手术前、栓塞手术后24小时、栓塞手术后两周和四周.结果表明,术后两周,在治疗组中中风严重的动物的缺血区的周边显示了MRI可见的新生血管.结论:在短时脑中动脉栓塞大鼠中风模型中,使用超小超顺磁氧化铁粒子弛豫试剂和7 T高分辨磁化率加权成像能够监测半月形损伤区新生血管的形成.     

一种结合并行成像和压缩感知的快速磁共振成像新方法

压缩感知（CS）技术和并行成像技术（主要是SENSE技术、GRAPPA技术等）都能通过减少k空间数据的采集量来加快磁共振成像速度,目前已有一些将两种方法相结合进一步加速磁共振成像速度的方法（例如CS-GRAPPA）.本文针对数据采集和重建这两方面对现有CS-GRAPPA方法进行了改进,采集方式上采用了局部等间隔采集模板以满足GRAPPA重建的要求,并对采集模板进行随机放置以满足CS重建的要求;数据重建时,根据自动校正数据估算GRAPPA算法中欠采行的重建误差,并利用误差的大小确定在CS算法中保真的程度.不同磁共振图像重建实验的结果表明：与现有方法相比,本文方法能够更好地保留原有图像细节并有效减少伪影.     

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.     

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.     

三维多回波流动补偿定量磁化率成像(QSM)方法研究

定量磁化率成像(QSM)利用一般成像技术舍弃的相位信息得到局部磁场变化特性,通过复杂的场到源反演计算,可直接得到定量的磁化率图,它广泛应用于测量血氧饱和度、脑部微出血、铁沉积、组织钙化等方面．然而,梯度磁场中流动会引起相位错误,并且产生显著的流动伪影,最终得到错误的QSM图像．为了矫正流动的影响,该文在3 T磁共振系统上实现了三维多回波流动补偿梯度回波序列,并用该序列采集流动水模和志愿者颅脑数据．流动水模和颅脑数据均显示,流动补偿能够明显矫正相位错误,消除流动伪影．颅脑横断位QSM结果证明,流动补偿序列可以消除血液流动引起的QSM的错误,提高QSM的准确性．     

温敏性磁共振成像造影剂的研究进展

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．     

基于AFI的快速发射场B1+成像方法

该文提出了一种基于实际翻转角成像(Actual Flip-angle Imaging,AFI)的快速发射场测量方法(Fast AFI,FAFI),将多次激发平面回波成像(Multi-shot Echo Planar Imaging,Multi-shot EPI)的采集方式运用于AFI发射场(B_1~+)测量中,充分利用AFI序列中采集的等待时间,高倍数加速了水模和人体头部、腹部及盆腔的发射场测量.该文在水模和人体(n=16)实验中,验证了采用FAFI序列得到的B_1~+测量结果与AFI结果的一致性.FAFI序列大幅加速了发射场测量,为实现动态B_1~+匀场(B_1~+shimming)和快速局部激发提供了高效的发射场测量方法.     

金刚石固态量子计算中的高分辨率成像

20世纪90年代中期,随着Shor算法和Grover算法的提出,量子计算领域得到广泛关注.金刚石固态NV色心方案作为量子计算机热门物理实现方案之一,因其在室温下的超长相干时间和可精确操控等独特优势而备受青睐;此外,NV色心还有望通过磁共振成像方式实现单核自旋探测.然而NV色心固态量子计算的一种扩展方式受限于相邻NV色心之间的磁偶极相互作用,要求两个NV色心之间相距只有数十纳米.这一尺度远小于普通远场光学的分辨率,即光学衍射极限,采用传统的共聚焦方法已无法分辨.受激发射损耗(STED)和基态损耗(GSD)等超分辨成像技术能够突破光学衍射极限限制,达到纳米量级的分辨率;同时结合最新的金刚石表面微纳刻蚀技术,可实现NV色心固态量子计算中不同色心的分辨和精确定位.该文从固态金刚石NV色心体系和光学衍射等主要方面对利用STED和GSD高分辨成像技术提高传统共聚焦显微镜对NV色心体系成像分辨率进行简要的介绍,并结合实例介绍一些最新的研究进展.     

灵长类中风模型的磁共振成像

灵长类大脑在结构、生理、功能及神经学上与人类大脑非常相似. 因此,灵长类中风模型为研究大脑缺血的损伤机制和开发各种药物治疗方法提供了理想的动物模型. 该文介绍了近年来使用的各种灵长类中风模型,并总结了目前可用于该模型的各种磁共振成像（MRI）方法. 同时,还讨论了灵长类动物高分辩弥散张量成像（DTI）和磁共振灌注成像（PWI）的数据采集方法和心跳及呼吸引起的生理运动伪影的矫正方法. 这些方法改进了弥散一灌注失配（DWI－PWI MISMATCH）成像的精度和质量,有助于提高对脑缺血半暗带演化及其对药物治疗反应的精确评估,为更好地利用灵长类脑中风模型和当代磁共振成像技术进行中风机制研究和药物开发建立一个理想的研究平台.     

Fast Spiral Magnetic Resonance Imaging with Trapezoidal Gradients

A modified spiral imaging technique is presented, in which the conventional sinusoidal gradient waveforms are replaced by trapezoidal ones. In addition to allowing a reduced data acquisition time, the new waveforms circumvent specific hardware restrictions on the minimum scan repetition time.     

磁共振成像谱仪梯度波形分析

梯度是磁共振成像（MRI）的关键环节.通过采集谱仪梯度波形信号并进行分析,提取出各通道波形的特征点,从而有助于快速准确地判断谱仪梯度硬件电路或脉冲序列编写是否存在问题.采用虚拟仪器LabVIEW软件控制高速采集卡DAQ-2005设计实现多路采集系统,对谱仪的梯度输出进行采集.通过对波形数据进行直方图统计、滤波、差分计算等分析,提取出波形的特征点,这些特征点包含时间与幅度信息.使用实验室自主研发的谱仪进行了多次实验,对该方法进行验证,证明了该方法的有效性,也为谱仪研制和脉冲序列开发提供了一种辅助测试方法.     

糖尿病脑病的磁共振研究

糖尿病是由胰岛素分泌不足（T1DM）或胰岛素抵抗（T2DM）而引发的慢性代谢疾病,严重影响人们的生活质量. 中枢神经系统是糖尿病并发症的易感部位. 临床研究和流行病学调查结果显示,糖尿病会引发脑白质损伤、脑萎缩和认知功能障碍,并会增加脑卒中的风险. 磁共振成像和活体磁共振波谱可提供大脑解剖结构、功能及代谢等多方面的信息. 近年来,随着人们对糖尿病脑病关注度的不断增加和认识的不断加深,磁共振成像和活体波谱开始并越来越多地被应用于该疾病的研究. 该文综述磁共振成像与活体波谱技术在糖尿病脑病研究中的应用及最新进展.     

MRI射频接收机多路噪声均衡改善图像质量的实现

磁共振成像(MRI）是一种多通道接收的成像系统. 接收机各通道的噪声差异影响图像的均匀性. 本文提出了一种多路噪声均衡改善图像质量的方法：利用系统特性改进Y因子法用于噪声测量,并依此为依据修正各通道的比例因子进行图像重建,实现各通道的噪声均衡,提高了图像的均匀性.     

Body Temperature Mapping by Magnetic Resonance Imaging

Abstract

There are numerous clinical situations, such as hyperthermia cancer therapy, under which body temperature has to be accurately evaluated. Magnetic Resonance Imaging presently offers the best set of non-invasive methods for body temperature mapping, including diffusion imaging, relaxation time measurement, magnetization transfer contrast and chemical shift spectroscopic imaging. The basic NMR parameters involved in each are first analyzed. The role of temperature in their physical variation is then presented and finally the different practical MRI methods are briefly discussed. In the present slate of available technology and for basic physical reasons, the T 1 method appears the best compromise at low and medium magnetic field in a limited temperature range. Chemical shift could be theoretically more promising but strictly depends from the homogeneity and stability of the magnet and will be available only at high or very high field.

     

螺旋MRI的网格化数据重建算法比较

螺旋MRI的原始数据是在不均匀的 k- 空间螺旋轨迹上采样得到的,需要通过网格化算法等手段将数据变成等间距的网格数据后,才能采用FFT进行重建,最后得到供临床使用的图像. 本文对Jackson网格化算法和Claudia大矩阵算法的重建速度和图像结果进行了比较, 并得出以下结论：1）在获得相近图像质量的情况下,Claudia大矩阵重采样算法比Jackson算法要快且更方便在仪器上实现. 2）在Jackson双倍细网格算法的实现方式中,数据驱动插值比网格驱动插值更有效率. 3）在Claudia大矩阵重采样算法中,对冗余比大于310∶1的数据进行图像重建的时候,网格点的幅值不平均化比平均化后的效果还要好. 这几个结论都将有利于MRI图像重建技术的进一步提高.      

超极化129Xe磁共振分子影像学

磁共振分子影像学发展的主要瓶颈之一在于灵敏度的限制,基于激光光泵和自旋交换技术能获得增强4~5个量级的超极化¹²⁹Xe磁共振信号,因此超极化¹²⁹Xe磁共振分子影像学相对于传统MRI在灵敏度上表现出巨大的优势. 围绕提高灵敏度这一核心MRI问题及其在科学研究中的应用,该文介绍了目前基于超极化¹²⁹Xe的生物分子探针的基本结构和原理,阐述了与之相关的分子影像学方法和技术,同时评述了当前的最新研究进展和发展方向.