高级脑活动的功能性核磁共振成像

功能性核磁共振成像技术可以显示大脑各个区域内静脉毛细血管中血液氧合状态所起的磁共振信号的小变化。使用ｆＭＲＩ的方法，可以在正常的活体上无损伤地实现大脑活动的功能定位，时空分辨率可分别达到秒和毫米数量级，尽管目前还面临一系列技术的困难，ｆＭＲＩ已经日益成为观察大脑活动，研究有脑的拓扑结构，进而揭示脑和思维关系的一种重要方法。     

脑功能核磁共振成像在精神疾病中的应用

主要介绍了几种脑功能核磁共振成像方法以及在精神疾病中的研究情况.血氧水平依赖fMRI (BOLD-fMRI)是目前应用最广泛的fMRI技术,可利用神经激活后对局部血流的影响,间接显示神经活动.灌注加权成像是直接测定脑血流的fMRI技术,但由于它的时间分辨率比较低,对快速的脑功能难以进行研究.扩散加权象目前主要用于脑缺血的早期诊断,利用该技术也可示踪神经通路.化学位移成像能够检测局部组织代谢产物的含量,可反映不同脑区能量和物质代谢的状况,也是一种脑功能的研究手段.尽管这些技术在神经、心理学领域已经取得非常可喜的进展,目前fMRI在精神疾病方面的工作较少,相信随着技术的改进,fMRI必将在精神疾病方面大显身手.     

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.     

代谢组学在后基因组时代的作用

基于核磁共振技术的代谢组学研究,是近几年发展起来的一种新的“组学”技术. 它主要利用生物体液的核磁共振谱,提供了生物体内全部小分子代谢物的丰富信息. 代谢组学在功能基因组学、病理生理学、药理毒理学等方面都有着广泛的应用前景. 文章综述了代谢组学研究方面的最新进展.     

光声成像的未来

1 光学成像的动机及其面临的挑战 目前已经有很多不同的医学成像技术。第一个技术是X射线成像,它是最早的医学成像。伦琴在1895年发现了X射线,从而诞生了医学成像这个新的领域。第二个技术是20世纪70年代发明的X射线CT,也就是计算层析成像。之后是超声成像,它历史悠久,在二战期间就已经开始发展,但没有用于医学,它的前身被称为“声纳”。较新的技术是核磁共振,它发明于20世纪70年代。相比其他成像方法,MRI（核磁共振成像）能进行功能成像,比结构成像进了一大步。     

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.     

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.     

功能磁共振成像技术及其在脑科学研究中的应用

功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是用磁共振成像的方法研究人脑和神经系统的功能,它是磁共振成像的一种应用和深入发展.磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是核磁共振成像的简称,它是基于核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)这一物理现象发展起来的.1946年物理学家首先发现核磁共振现象,直到70年代初,它一直沿着高分辨核磁共振波谱学的方向发展.1972年达马迪安(R.Damadian)提出磁共振成像的设想,并指出可以用磁共振成像仪扫描人体检查疾病.1973年劳特伯(P.Lauterbur)在<自然>杂志上发表了用试管样品得到的磁共振截面像,显示了磁共振成像的可能性.从此开始了磁共振成像的发展时期.1980年在实验室中获得了足够清晰的有医学诊断意义的人的头部磁共振图像.磁共振成像仪逐渐形成产业,开始进入医院,主要用于观测人体内部解剖学结构,确定肿瘤和其他疾病的位置.1990年对动物的实验表明,有可能用磁共振成像研究大脑功能.1991年发表了第一幅有意义的人的大脑功能的图像,显示出视觉刺激在大脑的反应,开始了脑功能磁共振成像的研究.至今刚刚过了几年的时间,这一研究领域已经得到了迅速发展.     

脑功能磁共振成像在人类嗅觉研究中的应用

在人类的5种主要感觉中,嗅觉是最广泛、古老、直接和内在的感觉.这些特性使人们对人类嗅觉的研究异常艰难,以致于直到今天人们对嗅觉的功能仍不清楚,而对大脑的功能机制所知更少.与其他基于物理原理的方法一样,磁共振成像技术的广泛应用极大地推动了整个生命科学的发展.脑功能磁共振成像的优势(高分辨率、高对比度、无损性和无放射性等)为人们研究嗅觉高级中枢以及与嗅觉相关行为的脑机制等提供了强有力的技术手段.文章在简单介绍嗅觉知识的基础上,着重讨论了近十年来,脑功能磁共振成像技术在人类嗅觉研究中所取得的成果.     

核磁共振成像技术的新进展

核磁共振成像出现至贪不过２０年左右。由于它在医学的诊断上起了很大的作用，使它在短短的２０年中取得了飞速的发展，本文在简述了核磁共振成像的基础原理和典型的实验方法－场梯度加波方法和自旋回波方法之后，分别介绍了近年来快速成像，流体成像，化学移位成像和磁化率成像等方面的新进展。     

核磁共振螺旋快速成像的新进展

核磁共振快速成像能在几十毫秒内获取数据，对运动器官作适时显示，并在功能成像的研究等方面具有常规成像不能替代的优点，是核磁共振成像的发展方向．螺旋快速成像对硬件的要求较低，近年来方法上的改善，已使其趋于实用．文章简要介绍了螺旋快速成像原理及网格重建算法．     

核磁共振发现50周年

核磁共振在当前有着广泛和重要的应用，文中简明扼要地介绍了核磁共振发现的历史背景和经过，以及相关磁共振的发现，指出了核磁共振的特点、主要进展和多方面的应用，阐述了从核磁共振谱发展到核磁共振成像的重要意义及这种成像的特点；最后对核磁共振的发展作了若干展望。     

物理学对医学的重要性

 1999年3月在美国亚特兰大召开的第23届国际纯粹物理和应用物理联合会代表大会通过的决议之一:《物理学对社会的重要性》指出,物理学在培养“生物医学科学工作者的教育中,是一个重要的组成部分”,“物理学提供了应用于医学的新设备和新技术的发展所需的基本知识,如计算机断层术(CT)、核磁共振成像、正电子发射断层术、超声波成像和激光手术等,改善了我们生活的质量。”     

基于光子计数的合作目标“量子”成像

在实验上研究了赝热光照明下, 基于光子计数模式的合作目标“量子”成像, 并给出理论模型和解释. 研究表明, 利用光子计数的单光子探测器代替以往光强度线性探测器作为桶探测器在“量子”成像中同样适用. 实验发现, 合 作目标的反射信号可穿透弱散射介质实现成像, 该技术在减小光学成像透镜孔径方面具有潜在的应用价值. 对比了基于强度关联成像和压缩感知算法的“量子”成像结果, 并得出实用性结论. 本文的方案为“量子”成像的实际应用提供了新方法.     

核磁共振快速成像及其展望

快速成像为当前核磁共振成像技术中焦点之一。人体器官的运动、被验者的移动，均造成图像的缺陷，速度慢亦增加了成像成本，限制了核磁共振成像的普及。快速的核磁共振成像可能会给核磁共振成像带来实质性的变化，文章回顾了核磁共振快速成像技术发展的历史，讨论了它的现状和未来。     

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。     

大脑信息的研究

 人类需要了解自己,尤其是了解自己的大脑活动规律。埃克尔斯认为,大脑是一部机器或计算机,它的程序,由自我进行调节;哈肯认为,大脑是一个以物理学定律为基础的巨大系统,经由不同层次的自组织过程调节与控制。了解大脑之谜的关键问题是要知道信息在大脑内是如何产生、编码、加工和表达的,信息的载体是什么。人脑之所以不同于其他动物的脑,最明显的区别是人脑具有巨大的创造力,“创造力是大脑之谜中最深奥的一个……或许,创造力的本质仍被神秘的面纱掩盖为好。”所有这些问题是分子生物学、脑科学和生物物理学研究的前沿课题,正引起不同领域科学家的兴趣。     

核磁共振技术及应用

核磁共振分析技术是利用物理原理，通过对核磁共振谱线特征参数的测定来分析物质的分子结构与性质。它不破坏被测样品的内部结构，是一种无损检测方法。 本文重点简介了核磁共振技术在医疗方面的应用－核磁振成像，它已成为医学诊断中一种重要手段。     

软件化脉冲序列程序器

在核磁共振谱仪中, 射频发射通道、接收机以及数据采集等的实时控制是由“脉冲序列器 ”来完成的. 本文提出了一套可设计任意脉冲序列、由全软件构成的“脉冲序列程序器”,该软件用Delphi 5 实现,用户界面简洁直观. 由其产生的脉冲的最小脉宽为1.3 μs,分辨率为12 ns（CPU工作在333 MHz）.     

扩散张量成像的人脑模板构建

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.