MRI与MRS在肥胖症研究中的应用进展

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.     

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.     

超高场磁共振人体成像应用研究和医学前景

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.     

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.     

STZ诱导大鼠1型糖尿病进行性脑萎缩的磁共振成像及组织化学研究

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．     

磁共振技术在食品质量与安全研究中的应用

食品质量与安全的检测分析关乎人们生命健康,高效可靠的检测手段是该领域研究的必需条件.磁共振技术,包括核磁共振（NMR）和磁共振成像（MRI）,是20世纪的新兴的食品检测技术．由于该技术对样品几乎无破坏性,且具有可实时快速测量、可同时检测多成分、可获得样品内部图像等优点,因此在食品检测领域的应用越来越多．为了促进该技术在食品科学领域更为深入的应用,该文对磁共振技术在国内外食品质量和安全研究领域的应用现状进行了总结．     

利用主动式回馈场的磁共振成像研究

磁共振成像在现今临床医学诊断上占有相当重要的地位.如何增强成像对比度是磁共振成像研究领域中极为重要的课题.传统成像中利用磁共振性质的差异性来获得成像对比度,然而当这些性质的差异性小时,即使经过时间演化,还是难以得到可视的对比度.为了解决此问题,辐射阻尼是其中一个可能的方案.之前的研究显示,辐射阻尼对极小频率差亦能够在短时间的演化下得到相当强的对比度.然而辐射阻尼的产生需要高敏感度的射频线圈等限制.该研究将介绍如何利用外加的线路,模拟辐射阻尼现象,进而控制自旋动态,以达到增强成像对比度并进一步设计新的磁共振成像方式.     

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.     

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.     

基于级联卷积神经网络的前列腺磁共振图像分类

针对深度学习训练成本高,以及基于磁共振图像的前列腺癌临床诊断需要大量医学常识且极为耗时的问题,本文提出了一种基于级联卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）和磁共振图像的前列腺癌（Prostate Cancer,PCa）自动分类诊断方法,该网络以Faster-RCNN作为前网络,对前列腺区域进行提取分割,用于排除前列腺附近组织器官的干扰;以基于ResNet改进的网络结构CNN40_bottleneck作为后网络,用于对前列腺区域病变进行分类.后网络由瓶颈结构串联组成,其中使用批量标准化（Batch Normalization,BN）、全局平均池化（Global Average Pooling,GAP）进行优化.实验结果证明,本文方法对前列腺癌诊断结果较好,而且缩减了训练时间和参数量,有效降低了训练成本.     

应用MRI研究CO2在癸烷中的扩散

应用核磁共振成像(MRI)技术可视化研究CO₂在癸烷中的扩散,在MRI系统采集图像的同时,应用双室压力衰减法（PVT法）监测压力,通过对MRI图像进行信号强度分析,可得到CO₂的无量纲浓度分布,然后基于菲克定律应用有限体积法可计算得出与扩散距离和扩散时间有关的扩散系数,并可得到任意扩散时间范围内的整体平均扩散系数,MRI方法得出的扩散平衡时间范围内的整体平均扩散系数与PVT法相比较误差为2.7%,并且与相似条件下的前人实验结论具有相同的数量级(10^–9)．根据实验结果得出,扩散系数沿扩散方向下降且随时间以指数形式降低,整体平均扩散系数随扩散时间的增加而减小．     

颐脑解郁方对抑郁大鼠脑1H波谱的干预作用

该文主要研究抑郁大鼠脑的¹H MRS变化及颐脑解郁方的干预作用. 将雄性Wistar大鼠随机分为正常组、模型组、西药组和中药组,每组5只. 正常组常规饲养,模型组、中药组和西药组给予21 d的慢性不可预知的温和应激. 应激结束中药组予颐脑解郁方、西药组予盐酸氟西汀进行干预. 干预结束后,通过检测左侧海马及前额叶皮质N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、胆碱（Cho）、肌酸（Cr）等代谢物水平,分别计算NAA、Cho与Cr的比值,进而对脑组织代谢进行定性及定量分析. 得到：1. 海马区域：与正常组相比,模型组、西药组大鼠海马NAA/Cr降低（P<0.01）,中药组大鼠NAA/Cr与模型组相比升高（P<0.05）;与正常组相比,模型组Cho/Cr升高（P<0.05）,中药组Cho/Cr比模型组显著低（P<0.01）. 2. 前皮质区域：与正常组相比,模型组、西药组大鼠前皮质NAA/Cr降低（P<0.01）,中药组大鼠NAA/Cr较模型组显著升高（P<0.01）;模型组、西药组Cho/Cr与正常组相比显著升高（P<0.01）;与模型组相比,中药组、西药组Cho/Cr降低（P<0.01,P<0.05）. 这些结果说明颐脑解郁方可改善大鼠海马和前皮质的物质代谢,推测其抗抑郁作用主要与调节脑组织异常代谢有关.     

核磁共振波谱在肿瘤诊疗中的应用研究进展

在介绍肿瘤样品代谢物的核磁共振波谱技术的研究方法的基础上,从离体组织和活体组织两个方面综述核磁共振波谱(NMR)在诊断肿瘤方面的应用进展,分析了它在肿瘤诊疗中的应用前景。在离体组织方面,人们通过1H和31P-NMR谱观测病人的体液样品、培养的细胞、切除的组织等来研究脂质、磷脂等代谢物的分布,观测肿瘤与对照组织之间的差别。其中利用组织提取物的方法能够得到分辨率较高的图谱,非常适合应用于肿瘤诊断和治疗方法的研究。高分辨魔角旋转(HR-MAS)的方法在肿瘤诊断研究方面展现出新的生命力,利用高分辨魔角旋转技术可以直接得到组织细胞中很多分子水平的代谢物结构和组成信息,因此它在癌症的早期诊断中具有很好的前景。在活体核磁共振波谱诊断肿瘤方面,主要应用1H和31P核磁共振波谱,结合MRI为非侵入性肿瘤分析提供了一种临床可用的方法。MRI与MRS技术的结合将使核磁共振波谱在医学领域有更大的应用空间。     

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.

     

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.     

流感病毒融合肽磁共振研究进展

流感病毒融合肽在流感病毒感染宿主细胞的过程中扮演关键角色,解析其三维结构是了解病毒融合机制的关键.融合肽结构的研究历经十几年,期间提出了多种融合模型和假说,至今仍然是科学家们感兴趣的热点问题.核磁共振方法是研究融合肽结构的主要手段之一,该文综述了该领域近几年的重要进展,以期对流感病毒融合肽的融合机制有更深入的认识.     

大白鼠脑中风模型的核磁共振成像(英文)

核磁共振成像现今已经成为临床神经影像的常规工具.在诊断、评估和监测中风从急性到慢性的各个阶段的脑组织的变化过程中,核磁共振成像扮演了一个重要的角色.该综述提供了多种核磁共振成像方法的描述,以及选择性地展示了作者在美国亨利福特医院神经科核磁共振成像实验室所获得的大白鼠栓塞中风模型的核磁共振成像研究成果.