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静态血氧水平依赖成像的研究及应用进展
近来科学家发现,宇宙中不为人重视的暗物质及暗能量(后者约占宇宙总能量的75%),是宇宙不断膨胀的主要动力.同样,我们的大脑也存在这种暗能量[1].研究发现,约5%能量耗于脑对环境刺激的可见反应中,大部分能量则耗于难以查觉的大脑自发的内在活动[2].经血氧水平依赖(blood oxygenation level dependent,BOLD)功能磁共振(fMnI)技术证实,即使在清醒静息、睡眠甚至麻醉状态下,人脑也存在活动[3-4].BOLD -fMRI是日本科学家小川诚二在1990年发明,具有无创性、无放射性、可重复性、较高的时空分辨率和准确的脑功能区定位等特点,早先的BOLD检查,需设立任务来获得任务激活脑区[5].近来静息态大脑自发内在活动的发现,不仅对人脑高级认知功能的研究产生重大的影响[6],而且对任务BOLD成像结果提出新的认识.
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太赫兹技术在泌尿系统疾病应用的研究进展与展望
太赫兹射线(terahertz radiation, THz),亦称太赫兹波,是一种频率为0.1~10 THz(1 THz=1012 Hz)的电磁波,该波段介于微波和红外线之间。 THz由于长期缺少相应的发射和探测技术,被称作“太赫兹间隙”。20世纪80年代以来,随着超快激光技术和半导体材料科技的发展,THz的产生和探测技术有了实质进展,近年来在物理、化学、材料科学、生物医学领域受到越来越多的重视。本文基于THz的基本原理,综述近年来THz在生物医学领域,尤其是泌尿系统疾病应用的研究进展,并对技术发展与临床应用拓展进行了展望。
1.太赫兹射线的特点:THz的频率介于微波和红外线之间,融合了两者的特点,在医学领域有广泛的应用前景。第一,很多生物大分子如氨基酸、脱氧核糖核酸的振动和转动能级均位于THz波段,使THz对生物大分子具有良好的时空分辨率[1-2],为THz在生物医学领域的应用奠定基础。第二,THz对水和氢键等极性物质敏感,适于软组织成像。第三,THz的光子能量低,不易对细胞和生物组织造成电离损伤。 THz也存在局限性,由于其通过液体环境时会大量衰减,因此生物医学领域的THz研究多局限于体外标本或浅表组织,如皮肤或乳腺[3],鲜见对于深部组织的研究与应用。 -
大脑功能磁共振成像基础研究进展
大脑功能区的定位一直是基础研究学者研究的热点,近年来功能磁共振成像(fMRI)作为一种新型无损伤技术,为大脑功能的基础研究提供了一个新的途径.fMRI以其高分辨成像技术适时反应脑神经活动时的功能变化,藉以了解在生命状态下大脑不同区域的主要功能和疾病时的功能改变.这是目前人们所掌握的唯一无侵入、无创伤、可精确定位人脑高级功能的研究手段.广义上fMRI方法包括脑血流测定技术、脑代谢测定技术、神经纤维示踪技术.从时空分辨率、无侵入性和实用性等方面考虑,目前应用广泛的是属于血流测定技术的BOLD效应fMRI.本文对功能磁共振的原理以及其在大脑躯体运动功能、躯体感觉功能、视觉功能、听觉功能、语言功能、认知功能等方面的应用进展进行综述.