功能性磁共振成像在针刺机制研究中的应用进展

针灸的神奇疗效已在全世界引起广泛关注,对于针刺机制的研究亦日趋深入.而在西方科学和医学社会,针刺以补充医学(complementary medicine)的一种重要形式出现,其运用和功效还未被普遍接受.神经影像工具的发展,如正电子放射X线断层扫描(positron emission tomograph,PET)和功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)使非创伤性地研究针刺对人脑活动的效应成为可能.

功能性磁共振成像技术在抑郁症中西医结合研究中的应用

1中西医结合研究抑郁症的意义长期以来,西医针对抑郁症的情感症状进行了较深入的研究.特别是近几十年,利用先进的神经影像学、生物化学、分子生物学和神经电生理学技术对抑郁症的遗传基因、生化、内分泌、脑功能和神经递质的改变进行了研究,筛选出一些与抑郁症有关的神经递质代谢相关基因;发现部分患者丘脑-垂体-肾上腺/甲状腺轴/性腺轴功能失常;提出了脑神经递质异常假说;对抑郁患者情绪相关脑区功能进行了研究.但是,这些研究都还处于探索阶段,结论尚不统一.

Metabolic changes in rats with photochemically induced cerebral infarction and the effects of batroxobin were investigated 1, 3, 5 and 7 days after infarction by means of magnetic resonance imaging (MRI), 1H- and 31P- magnetic resonance spectroscopy (MRS). A region of T2 hyperintensity was observed in left temporal neocortex in infarction group and batroxobin group 1, 3, 5 and 7 days after infarction. The volume of the region gradually decreased from 1 day to 7 days after infarction. The ratio of NAA/Cho+Cr in the region of T2 hyperintensity in the infarction group was significantly lower than that in the corresponding region in the sham-operated group 3, 5 and 7 days after infarction respectively (P<0.05). Lac appeared in the region of T2 hyperintensity in the infarction group 1, 3, 5 and 7 days after infarction, but it was not observed in the corresponding region in sham-operated group at all time points. Compared with the sham-operated group, the ratios of bATP/PME+PDE and PCr/PME+PDE of the whole brain in the infarction group were significantly lower 1, 3 and 5 days after infarction respectively (P<0.05), and the ratio of bATP/PCr also was significantly lower 1 day after infarction (P<0.05). Batroxobin significantly decreased the volume of the region of T2 hyperintensity 1 and 3 days after infarction (P<0.05), significantly increased the ratio of NAA/Cho+Cr in the region 5 and 7 days after infarction (P<0.05), significantly decreased the ratios of Lac/Cho+Cr and Lac/NAA in the region 5 and 7 days after infarction (P<0.05), and significantly increased the ratios of bATP/PME+PDE and bATP/PCr in the whole brain 1 day after infarction (P<0.05). The results indicated that the infracted region had severe edema, increased Lac and apparent neuronal dysfunction and death, and energy metabolism of the whole brain decreased after focal infarction, and that batroxobin effectively ameliorated the above-mentioned abnormal changes.

Metabolic changes in rats with photochemically induced cerebral infarction and the effects of batroxobin were investigated 1, 3, 5 and 7 days after infarction by means of magnetic resonance imaging (MRI), 1H- and 31P- magnetic resonance spectroscopy (MRS). A region of T2 hyperintensity was observed in left temporal neocortex in infarction group and batroxobin group 1, 3, 5 and 7 days after infarction. The volume of the region gradually decreased from 1 day to 7 days after infarction. The ratio of NAA/Cho+Cr in the region of T2 hyperintensity in the infarction group was significantly lower than that in the corresponding region in the sham-operated group 3, 5 and 7 days after infarction respectively (P<0.05). Lac appeared in the region of T2 hyperintensity in the infarction group 1, 3, 5 and 7 days after infarction, but it was not observed in the corresponding region in sham-operated group at all time points. Compared with the sham-operated group, the ratios of bATP/PME+PDE and PCr/PME+PDE of the whole brain in the infarction group were significantly lower 1, 3 and 5 days after infarction respectively (P<0.05), and the ratio of bATP/PCr also was significantly lower 1 day after infarction (P<0.05). Batroxobin significantly decreased the volume of the region of T2 hyperintensity 1 and 3 days after infarction (P<0.05), significantly increased the ratio of NAA/Cho+Cr in the region 5 and 7 days after infarction (P<0.05), significantly decreased the ratios of Lac/Cho+Cr and Lac/NAA in the region 5 and 7 days after infarction (P<0.05), and significantly increased the ratios of bATP/PME+PDE and bATP/PCr in the whole brain 1 day after infarction (P<0.05). The results indicated that the infracted region had severe edema, increased Lac and apparent neuronal dysfunction and death, and energy metabolism of the whole brain decreased after focal infarction, and that batroxobin effectively ameliorated the above-mentioned abnormal changes.

脑梗死后运动功能恢复机制的弥散磁共振成像研究进展

脑梗死是导致成人瘫痪的主要原因之一，而运动功能障碍则是脑梗死引起的常见后遗症［1］。运动功能恢复的程度密切影响患者及其家人的生活质量，故对脑梗死后运动功能恢复机制的研究至关重要。目前常用的研究方法是经颅磁力刺激（transcranial magnetic stimulation，TMS）和功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）［2?3］。而弥散MRI相对前两者的优越性在于其能准确地识别和评估脑梗死对皮层下白质纤维束的影响［4］。弥散是人体重要的生理活动和体内物质转运的重要形式。水分子在脑组织中的弥散主要受半透膜、细胞内外和血管间隙微结构定向性存在的影响，导致水分子更多沿平行于障碍物的方向运动，这种弥散的方向性就是各向异性。脑组织中的水分子多是沿平行于白质纤维束的方向弥散，故白质有很高的各向异性，而当白质受损时会导致各项异性降低。目前已知的弥散MRI技术主要包括采用高斯弥散模型的弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）［5］和弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）［1］、采用非高斯弥散模型的弥散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）［6?7］和q?空间成像（q?space imaging，QSI）［8］。DWI是早期诊断脑梗死的重要方法，且能准确定位梗死病灶的范围。DTI能获得较DWI更为精确的白质纤维束微结构信息，且基于DTI信息的弥散张量纤维束成像（diffusion tensor tractography，DTT）能直观显示纤维束的三维形态，特别是梗死区与皮质脊髓束（corticospinal tract，CST）的关系，对判断预后起到重要作用。此外，更先进的DKI和QSI技术则充分考虑生物体不同组织弥散环境的异质性，认为脑组织中水弥散存在非高斯概率分布，可以提供更多的组织微结构信息。本文对各种弥散MRI技术在脑梗死运动功能恢复机制研究中的应用和进展进行综述，探讨脑梗死后运动功能恢复的可能生物学机制。

In this paper, methods are proposed and validated to determine low and high thresholds to segment out gray matter and white matter for MR images of different pulse sequences of human brain. First, a two-dimensional reference image is determined to represent the intensity characteristics of the original three-dimensional data. Then a region of interest of the reference image is determined where brain tissues are present. The non-supervised fuzzy c-means clustering is employed to determine: the threshold for obtaining head mask, the low threshold for T2-weighted and PD-weighted images, and the high threshold for T1-weighted, SPGR and FLAIR images. Supervised range-constrained thresholding is employed to determine the low threshold for T1-weighted, SPGR and FLAIR images. Thresholding based on pairs of boundary pixels is proposed to determine the high threshold for T2- and PD-weighted images. Quantification against public data sets with various noise and inhomogeneity levels shows that the proposed methods can yield segmentation robust to noise and intensity inhomogeneity. Qualitatively the proposed methods work well with real clinical data.

功能性磁共振成像与针灸穴位刺激相关性研究进展

脑功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是20世纪90年代出现的可以研究活体脑神经细胞活动的一项新技术,它将高分辨率磁共振成像技术和神经活动相结合,是目前人们所掌握的唯一无侵入、无创伤、可精确定位的人脑高级功能研究手段[1].

脑卒中后运动功能康复机制的影像学分析:1例报告

本研究利用功能性磁共振 (functional magnetic resonance imaging,fMRI)观察脑卒中后运动功能恢复过程中脑皮质功能改变的规律及其与康复效果间的关系.动物实验证实,脑皮质感觉及运动代表区域受损后发生显著的重塑现象[1].本研究对1例脑卒中患者康复治疗前后肘关节被动活动时fMRI情况进行了比较观察.

激光诱发电位研究进展

激光诱发电位是痛觉诱发电位的一种,它是指采用激光这种痛刺激形式来诱发神经系统的反应.痛觉诱发电位可以在整体水平研究中枢神经系统对痛觉的处理过程,是近年来发展起来的痛觉研究的有力工具.与功能性磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)、正电子发射成像(positron emission tomography,PET)等脑功能成像技术相比,诱发电位技术大的优势是它具有毫秒级的时间分辨率,非常适宜于研究大脑对事件加工处理的动态过程.激光是一种特殊的辐射热,由于其可以选择性地激活皮肤中的Aδ和C感受器,且操作方便,因此非常适合用于痛觉的研究.本文拟就近年来激光诱发电位的研究进展做一综述.

视觉系统的fMRI研究

功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)是目前脑功能研究中的一个热点,在神经科学、心理学和精神病学等学科的应用研究非常活跃,尤其是对认知科学的影响较大.在fMRI成像时,视觉系统发挥重要作用,同时,fMRI可反映视觉系统的生理变化,以及进行功能定位.本文就有关问题简要介绍如下:

高血压对认知功能的损害及脑功能成像

高血压是引起心脑血管病主要的危险因素,高血压对脑组织的不良影响是一个长期而持续的过程.大量的研究发现高血压在未发生临床脑卒中之前,患者脑形态学和认知功能已经产生一定程度的损害,影像学上表现为无症状脑梗塞(silent cerebral infarction,SCI),脑白质疏松(leukoaraiosis,LA),脑萎缩,即所谓"亚临床改变"[1,2].越来越多的证据显示这些无症状的脑损害在功能上可能引起认知能力的减退,甚至以后发展为痴呆.因此,在高血压患者未发生脑卒中之前,对其脑形态学以及脑功能改变的研究将对患者未来病程的发展起到预测的作用,同时对脑功能神经生物学基础的研究可以从根本上为高血压对某些认知功能影响的研究提供更为有利且直观的证据.近年来逐渐发展的功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术,使研究者可以在非侵入性状态下活体检测脑功能,已成为研究人脑高级活动的重要手段.目前,利用fMRI技术对人脑认知活动的研究成为神经心理学和神经影像学所关注的热点.该技术的发展为我们研究疾病状态下脑认知功能改变提供了可靠的方法.本文就高血压所致认知功能减退及其早期神经影像学表现以及脑功能成像综述如下.

脑功能磁共振成像的研究进展

在人类跨入新世纪的时候,脑神经科学也进入了一个关键时期.正电子发射体层扫描(position emissition tomography, PET)和功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)技术发挥了重要作用,而fMRI为临床MR诊断从单一形态学研究到形态与功能相结合的系统研究开辟了一条崭新的道路,近年来很多学者已经对其进行了深入研究,现将fMRI相关研究及新进展综述如下.

fMRI数据处理系统研究

1 引言 功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging；fMRI)是近年发展起来的一种新的快速成像技术，它可以检测大脑功能的变化。fMRI在脑认知研究和神经活动定位等方面有很大的应用潜力。随着图像处理技术的发展，fMRI将在医学和心理学领域更有广泛的应用。现在通常采用的超快速成像技术是回波平面成像(EPI)。EPI作为一种多层成像技术，可在保持高分辨率的前提下得到覆盖全脑的图像。

掌握磁共振成像序列设计,合理科学运用MR技术解决临床与科研工作中的实际问题

磁共振成像进入中国医疗系统已经有20余年的历史了,与CT的出现一样,磁共振成像又一次拓展了临床医生的视野,不但使我们获得了更加清晰的疾病结构信息,同时也因为其成像的相关化学基础,而在人类疾病功能、代谢信息的获取方面显示出独特的优势.

慢性酒精依赖性脑病的功能磁共振研究进展

目前,国内临床上对慢性酒精依赖者脑病(Chronic Alcohol Dependence Encephalopathy,CADE)的评估主要是依据中国精神疾病分类和诊断标准,缺乏客观量化指标.随着MRI技术的日趋成熟,特别是功能性MRI的飞速发展,动脉血质子自旋标记(arterial spin labeling,ASL)、磁共振弥散张量成像(magnetic resonance diffusion tensor imaging,DTI)、磁共振脑功能成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)及磁共振波谱(magnetic resonance spectroscope,MRS)在慢性酒精依赖性脑病的研究已逐渐展开,为CADE的病因、发病机理及疗效观察提供了新的研究手段,期望对慢性酒精依赖性脑病的量化诊断起到一定作用.

腰椎间盘髓核退变的MRI研究

Objective The purpose of this study was to correlate T2 signal intensity values in nu-cleus pulposus of lumbar discs with patient age , gender and stage of nucleus pulposus degeneration .Methods Lumbar imaging findings of 422 cases subjects were retrospectively reviewed through T 2 signal in-tensity values of nucleus pulposus evaluated based on the signal intensity values of MR T 2-weighted mid-sag-ittal images of the lumbar spine,the t2 signal intensity values at all five lumbar levels (from L5-S1 to L1-L2)between male and female were used independent sample t-test and the Spearman correlation analysis.The age and grade of nucleus pulposus of disc degeneration and T 2 signal intensity values were estimated by calculat-ing and Chi-square test and the Spearman correlation analysis .The t-test was used to correlate the different anatomic levels of disc degeneration;T2 signal intensity values among the five different anatomic levels using non-parametric correlation analysis.Results There were significantly differences in T2 signal intensity val-ues of nucleus pulposus at the same grade and anatomic level between male and female .Advanced with age,T2 signal intensity values of nucleus pulposus decreased and stage of disc degeneration increased according -ly.T2 signal intensity values may represent the nucleus pulposus degeneration of interverterbral disc .L4-L5 was the highest incidence among the nucleus pulposus degeneration of intervertebral disc .Conclusions The T2 signal intensity values based approach may be a feasible and practical tool to determine nucleus pulposus degeneration.T2 signal intensity values of nucleus pulposus of lumbar intervertebral disc are correlated with grade of degeneration and patient age .

肝癌介入治疗的功能性磁共振成像评价研究进展

肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是我国常见的肿瘤，发病率和死亡率较高，严重危害人们的健康和生命。在全球范围恶性肿瘤中，肝癌的发病率位于第6位，在死亡原因中位于第3位，约四分之三的患者在发现肝癌时就已经失去手术机会[1]。肝癌的治疗方法很多，除病灶或肝叶切除、肝移植以外，还有化疗、放疗、经导管肝动脉化疗栓塞（ transcatheter arterial chemoembolization ， TACE）、瘤内无水酒精注射、射频消融、微波、冷冻等多种方法[2]，众多研究表明[3-6]，TACE是HCC非手术治疗中有效和首选的方法。此种方法的治疗基础是肿瘤组织和正常肝组织不同的血液供应，也正是因为肝脏的这种双重血供，肿瘤边缘往往会有门脉侧支参与供血，导致供血血管无法完全栓塞以及栓塞后侧支形成、交通支开放等，加之TACE不能一次完全杀死所有肿瘤细胞等原因，此种方法很难达到根治的目的，需要多次治疗。所以TACE术后随访和对肿瘤存活与坏死的准确评价是其取得良好疗效的重要因素，能够指导制订治疗方案和把握治疗时机，同时能够判断患者的预后情况。以往常通过超声、CT或者MRI常规序列来对TACE术后进行随访和复查，但这些方法往往仅限于对肿瘤大小、密度、信号、强化等的评估，如临床上常用的世界卫生组织（WHO）确定的实体肿瘤的疗效评价标准（Response evaluation criteria in solid tumors， RECIST）[7]主要评价肿瘤的大小变化，然而肿瘤大小不变并不代表没有杀死癌细胞，肿瘤体积缩小与肿瘤坏死并不是对等的，CT虽然能够很好地显示碘油的沉积，但同时也掩盖了残余肿瘤的显示，MRI虽然不受碘油影响，但其不能区分反应性肉芽组织和存活的肿瘤组织[8]。所以需要一种能够反映TACE术前术后变化的检查方式对其进行全面的评价，功能磁共振（functional magnetic resonance imaging， fMRI）是以组织结构的生理功能为基础，以图像形式显示其状态的成像技术，其出现为TACE的评价提供了一个新的方向。fMRI包括多种方法，如弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、灌注成像（perfusion weighted imaging，PWI）、磁共振波谱分析（magnetic resonance spectroscopy， MRS）、弥散张量成像（diffusion tensor imaging， DTI）以及血氧水平依赖功能磁共振成像（blood oxygenation level-dependent functional magnetic resonance imaging，BOLD- fMRI），以下分别对这几种方法在肝癌介入治疗方面的研究进展进行叙述。

超声造影在胰腺肿物鉴别诊断中的应用价值

胰腺癌(pancreatic carcinoma)是一种预后极差的腹部恶性肿瘤,早期发现并进行早期治疗是影响胰腺癌预后的关键因素.近年来,随着影像学技术的不断发展,已有多项影像检查技术应用于胰腺肿瘤的诊断中,其中包括常规超声、CT、增强CT(contrast enhanced computer tomography,CECT)、MRI、增强MRI(contrast enhanced magnetic resonance imaging,CEMRI)、内镜逆行胰胆管造影(endoscopic retrograde cholangiopancreatography,ERCP)、数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)及超声内镜(endoscopic ultrasonography,EUS)技术等.但这些影像检查技术对胰腺恶性病变,尤其是胰腺癌与胰腺炎性包块(tumor like pancreatitis)的鉴别仍有困难,而胰腺良恶性病变的治疗方案和预后截然不同.因此,采用更加有效和准确的影像学检查方法鉴别胰腺肿块的性质一直是影像学研究的热点.超声造影技术(contrast enhanced ultrasonography,CEUS)在肝脏良恶性肿瘤鉴别诊断中的成功应用,使胰腺肿块良恶性的鉴别诊断成为可能.

靶向微泡造影技术的研究进展

1999年美国Harvard大学Weissleder[1]提出了分子影像学（molecular imaging，MI）的概念，即结合影像学和分子生物学方法，在活体状态从分子和细胞水平对生物体的病理生理变化进行定性和定量检测。包括分子磁共振成像（molecular magnetic resonance imaging，mMRI）、生物发光显微镜（optical bioluminescence）、荧光显微镜（optical fluorescence）、单光子发射计算机断层成像术（single-photon emission computed tomography，SPECT）和正电子发射断层成像术（positron emission tomography，PET）、靶向超声成像等[2-3]。超声分子成像（ultrasound molecular imaging）系将特异性配体连接到小于红细胞的超声造影剂表面，通过血液循环特异性地聚集于靶组织，观察靶组织在分子或细胞水平的特异性现象，以此来反映病变组织在细胞、亚细胞及分子水平上的病理变化[4-5]，提高超声诊断的准确度和敏感度。超声造影剂是超声分子成像的基础[6]，超声微泡属于一种新型超声造影剂，而超声靶向微泡造影剂是在普通微泡造影剂基础上发展起来的，它可以对体内组织器官微观病变进行分子水平成像，对疾病的诊断、治疗及药物递送系统的研发，均具有十分重要的意义[7]。本研究着重对靶向微泡造影技术的成像机制及研究现状进行综述。

弥散加权成像在经直肠超声引导前列腺目标穿刺中的应用研究进展

前列腺癌(prostate cancer,PCa)是男性常见的恶性肿瘤,发病率高居美国男性癌症的首位,病死率位居第二位[1-2],在欧洲其病死率也仅次于肺癌和结直肠癌位于第三位[3].在我国,虽然PCa发病率较发达国家低,但晚期患者所占比重较大.经直肠超声(transrectal ultrasonography, TRUS)引导下前列腺系统穿刺活检是PCa诊断的金标准[4].系统穿刺法具有简便易行、检查费用低等优点,但系统穿刺法有较高的假阴性率,特别是移行区或等回声的肿瘤不能在TRUS下识别从而获取标本.随着介入超声的发展和影像技术的进步,目标穿刺法登上了前列腺活检的舞台,该方法是从特定的感兴趣区域获取样本,具有穿刺针数少、较系统穿刺法能检出更多临床有意义的PCa等优点[5].然而单独应用目标穿刺法也存在无法发现所有目标或穿刺部位偏离目标的不足.研究表明,系统穿刺法联合目标穿刺法是目前主流的穿刺方案[6-8].当前利用超声手段检测穿刺靶目标的途径除常规超声检查,还有新兴的弹性成像技术和超声造影技术.然而这些方法对于确定肿瘤靶目标都有一定的局限性:移行区多为富血供的良性前列腺增生所占据,从血流动力学角度很难对恶性肿瘤进行鉴别;由于微小结石、炎症等对腺体硬度的影响,弹性成像也存在一定的漏诊率和误诊率.因此,对于临床持续怀疑PCa的患者,需要一种比TRUS更为有效的影像学方法来提高肿瘤的可视性,以弥补TRUS和"盲目"穿刺的不足.弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)作为国际公认的前列腺多参数磁共振成像(multi-parametric magnetic resonance imaging,mpMRI)检查的常规扫描序列之一[9-10],是一种可显著提高PCa检出率的无创检查.本文就DWI在TRUS引导的前列腺目标穿刺中的临床应用进展作一综述.