新研发:人脑三维全景快速扫描光声层析成像仪

脑科学是21世纪最具挑战性的重大科学问题,其意义在于促进人类理解认知、思维、意识和语言机理,帮助诊断和治疗脑疾病,被视为未来新的经济增长点和引领新科技革命的潜在引擎。开展脑科学研究离不开先进的脑功能成像与检测技术,其中血氧水平依赖性功能磁共振成像(BOLD fMRI)被作为非侵入式脑功能成像的主流技术在科研和临床上得到大量应用。然而,其造价高昂、占地庞大、缺乏分子特异性、对铁磁性植入假体不兼容,以及需将受试者置于高噪音密闭空间等问题限制了其广泛应用。近年来,光声成像作为一种新型复合型成像技术,因其兼具光学成像的分子特异性以及超声成像的深度和分辨率等特点,在血管造影、肿瘤诊断,以及动物神经成像等方面得到迅速发展。同时,光声计算断层成像(PACT)可通过测量脱氧血红蛋白(HbR)和氧合血红蛋白(HbO2)浓度来量化血氧饱和度,进而提供了一种安全高效、成本低廉的功能性成像方法。然而早期的PACT系统受成像速度、灵敏度、视场范围和穿......阅读全文

什么是脑功能成像

  脑功能成像,是磁共振检查的一种,简称fMRI,它主要用于癫痫手术治疗前的评估、认知障碍患者认知功能的研究等。fMRI主要是将大脑在高级思维活动、肢体运动、听觉、视觉活动时,其脑功能区的改变通过磁共振扫描技术显示出来,是由脑血流量、血流速度、血氧含量、局部灌注状态的改变来反映在磁共振图像上。fMR

脑功能成像的简介

  脑功能成像技术是一类无创的神经功能活动测量——成像技术。脑功能研究主要探索认知和情绪的神经基础,而脑功能成像是十分重要。病人坐在仪器前,使用固定带和海绵垫将志愿者头部充分固定,以防止扫描中出现不自主运动。扫描中心置于眉弓上方40 mm处,约为中央前回水平。

光声成像在脑成像和脑功能监测方面的应用

光声成像是近年来发展起来的一种无损医学成像方法,它结合了纯光学成像的高对比度特性和纯超声成像的高穿透深度特性,可以提供高分辨率和高对比度的组织成像。美国Endra公司研发的小动物光声成像系统具备纳摩尔级的灵敏度以及280um的高分辨率,可探测表皮20mm以下的光声信号。并可用于小动物分子成像的定量分

脑功能成像的检查过程

  病人坐在仪器前,使用固定带和海绵垫将志愿者头部充分固定,以防止扫描中出现不自主运动。扫描中心置于眉弓上方40 mm处,约为中央前回水平。

近红外脑功能成像原理简介

对人体来说,体内95%的能量来自于不同的氧化反应,氧是一切生命活动的基础。组织中的氧运输其主要载体是血红蛋白,它由氧合血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)组成。随着人体组织的有氧代谢,氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的含量会不断发生变化,因而组织中的血氧含量的变化能够反映出人体生理状态、细胞的活动变

脑功能成像的临床意义

  异常结果  神经功能区内部或周围出现有肿瘤,神经元活动弱,可能涉及某些神经疾病。  需要检查人群:神经功能损害者,老年痴呆症。

Hitachi近红外脑功能成像系统的功能特点

    1.fNIRS Hyperscanning脑功能超扫描系统:日立Hitachi提供了fNIRS Hyperscanning脑功能超扫描解决方案,日立Hitachi超扫描系统的模块化设计可以提供2人以上实时同步进行脑功能超扫描测试使用并支持完全的数据同步。fNIRS超扫描技术提供了比f

近红外脑功能成像在婴幼儿及儿童脑功能发育与疾病...2

fNIRS用于婴幼儿认知研究 近年来,随着fNIRS在幼儿神经机制研究中的应用,人们将对神经系统发育生长最快的时期——婴幼儿阶段的人类大脑发展机制有更为深入地了解,从而使发展认知神经科学真正能“开创了一个使人们更充分地理解发展的心理学和生物学的新时期”。 Zhang D等人(2017)使用fNI

近红外脑功能成像在婴幼儿及儿童脑功能发育与疾病...1

近红外脑功能成像在婴幼儿及儿童脑功能发育与疾病诊断的应用近红外脑功能成像(fNIRS)是一种新兴的脑功能成像技术,可以在大脑活动期间获得大脑组织内脱氧血红蛋白(HbR)和氧合血红蛋白(HbO)的变化情况,是一种非侵入性脑成像技术;具有适用范围广泛、运动伪迹不敏感、电磁兼容性好、时空分辨率高等优势。 

临床物理检查方法介绍脑功能成像介绍

脑功能成像介绍:  脑功能成像技术是一类无创的神经功能活动测量一成像技术。脑功能研究主要探索认知和情绪的神经基础,而脑功能成像是十分重要。脑功能成像正常值:  各神经功能活动正常。脑功能成像临床意义:  异常结果:神经功能区内部或周围出现有肿瘤,神经元活动弱,可能涉及某些神经疾病。  需要检查人群:

脑功能成像的注意事项及检查过程

  注意事项  检查前禁忌:检查前一天预防头部受损。  查时要求:头部要固定好。  检查过程  病人坐在仪器前,使用固定带和海绵垫将志愿者头部充分固定,以防止扫描中出现不自主运动。扫描中心置于眉弓上方40 mm处,约为中央前回水平。

近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用(三)

而他们在2014年对比了正常人和不同程度卒中患者皮质激活发现,随着运动功能恢复,卒中患者的运动激活向双侧脑激活的转变,这是由于同侧也发生激活的加入引起的。我们还在慢性期轻度偏瘫患者中观察到明显的对侧优势模式。这表明中风后运动功能恢复与运动相关激活的侧向平衡恢复有关,并且发现在所有中度偏瘫患者的同侧半

近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用(四)

 图 不同频率下的大脑皮层的激活状态 卒中患者在运动想象时脑部皮质的激活特征 Masahito等人(2013)利用卒中患者根据信号想象运动时从而获得大脑皮层激活,实验分为两组,REAL反馈组中的受试者被提供了与想象相关的血红蛋白信号。SHAM反馈组中的受试者在神经反馈期间被提供无关的随机信号,结果发

近红外脑功能成像与老年痴呆鉴别(一)

说起老年痴呆,你想到什么?记忆退化,失语,运动功能丧失,以上种种都可以总结为认知障碍。简而言之,老年痴呆是一种以认知障碍为主要表现的神经退行性疾病。目前老年痴呆的发病机制尚未明确,已有研究表明基因遗传,饮食和生活作息习惯都在一定程度上影响了疾病的发生。老年痴呆正成为人类健康的第一杀手。据2018年数

近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用(一)

根据NEJM全球卒中报告显示:中国(25岁后)卒中发生的终生风险为39.3%,比全球平均水平高出58%。根据国家统计局年度数据,2017年中国脑血管病死亡人数占总死亡人数的比重,在城市和农村分别统计为20.56%和23.18%,与恶性肿瘤、心脏病位列死因占比前三。脑卒中除了高致死率外,还具有高致残率

近红外脑功能成像在脑卒中的研究应用(二)

Masahito等人(2007)利用健康志愿者和卒中患者在跑步机上行走进行对比发现,在健康人和患者的加速行走期,皮质激活在内侧SMC,SMA和PFC中是明显的,在稳定期期间,患者表现出持续的皮质激活,而对健康受试者的皮质激活倾向于减少。 图 健康志愿者和卒中病人在行走期间皮质激活的对比 Hiroak

脑功能成像的正常值及临床意义

  正常值  各神经功能活动正常。  临床意义  异常结果  神经功能区内部或周围出现有肿瘤,神经元活动弱,可能涉及某些神经疾病。  需要检查人群:神经功能损害者,老年痴呆症。

脑功能成像的临床意义及注意事项

  临床意义  异常结果  神经功能区内部或周围出现有肿瘤,神经元活动弱,可能涉及某些神经疾病。  需要检查人群:神经功能损害者,老年痴呆症。  注意事项  检查前禁忌:检查前一天预防头部受损。  查时要求:头部要固定好。

近红外脑功能成像与老年痴呆鉴别(二)

Niu等人通过fNIRS探究了工作记忆任务(n-back记忆任务)下健康老人与轻度认知障碍老人脑区氧合血红蛋白浓度差异,并对Hbo浓度与神经心理学评分的相关性进行研究,结果表明轻度认知障碍人群的左侧额叶和颞叶激活下降且额颞叶部分通道的Hbo浓度与行为学评分存在较强相关性,说明这些敏感通道的fnirs

脑智卓越中心开发出新型三维神经网络高速电压成像技术

近日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王凯研究组在《自然-方法》(Nature Methods)上,在线发表了题为Volumetric Voltage Imaging of Neuronal Populations in Mouse Brain by Confocal Light Field

雷达三维成像技术取得进展

  日前,国防科技大学王雪松团队提出一种新型雷达三维成像理论和方法,在国际上首次实现对车辆等典型人造目标的三维高分辨成像。相关研究在《地球科学与遥感》发表后,引起国际同行的高度关注。据IEEE官网统计,在最近数月内该网遥感领域最受欢迎的25篇论文中,该论文位居第一。   三维乃至多维成像是当前雷达

新型成像策略实现小鼠无创、长期脑成像

  近日,南方科技大学生物医学工程系教授奚磊团队成功开发出一套光声计算介观成像系统(PACMes),实现了通过对小鼠完整头皮和颅骨脑皮层血管网络进行无标记的长期、高分辨率可视化成像。相关成果发表于《科学进展》。  无创长期脑成像技术是解析大脑生理功能、探究脑疾病病理机制的关键手段,实现对疾病全过程的

关于三维超声成像的基本介绍

  三维超声成像技术可以分为三维重建技术及实时三维技术两大类。三维重建是静态成像,实时三维成像是直接的三维动态成像,它是近几年来的新技术。三维成像数据的采集方法分为两类:  ①自由臂式(free-hand),医师手持探头,获得一系列的B型(二维)超声图像,再通过复杂的图像处理,重建三维结构。这种方法

Nature:美学者绘制三维鼠脑图

  在老鼠的大脑中,7000万个神经细胞看起来就像是一团乱麻,但研究人员正在揭示在整个器官中传递信息的单个线程。10月27日发布的一幅名为“鼠光”的三维大脑图谱,使研究人员能够追踪单个神经细胞的路径,并最终揭示大脑是如何收集信息的。   这张图谱包含了300个神经细胞,研究人员计划在明年增加700

近红外脑功能成像在帕金森病治疗研究的应用(二)

帕金森患者接收DBS脑功能变化 深部脑刺激术(DBS)通过在脑内特定靶点植入刺激点击进行高频电刺激,达到改善帕金森病症状的效果,是帕金森病临床治疗的常规手术方法。Takashi等人(2016)对接受了DBS的患者进行了脑皮质激活变化的追踪,要求患者进行简单的手部抓握运动,利用fNIRS收集大脑激活变

近红外脑功能成像在帕金森病治疗研究的应用(一)

帕金森病(Parkinson’s disease, PD)是仅次于阿兹海默病的第二大常见慢性进行性神经退行性疾病,影响了全球近1000万人。据估计,全世界65岁以上的老年人中,约有1-2%的人受此疾病影响,在我国50岁以上PD发病率为0.5%,60岁是1%。随着全球老龄化的加剧,患该疾病的人数还

纳米表面声子首次实现三维成像

  据最新一期《科学》杂志报道,奥地利格拉茨技术大学物理研究所联合法国南巴黎大学固体物理实验室,首次成功地对纳米表面声子进行了三维成像,有望促进新的更有效的纳米技术的发展。  无论是显微技术、数据存储还是传感器技术,都依赖于材料表面的电磁场结构。在纳米系统中,表面声子——原子晶格的时间畸变,对物理和

简述三维超声成像的临床意义

  传统的B型超声成像系统所提供的是人体某一断面的二维图像,医生必须根据自己的经验对多幅二维图像在大脑中进行合成以理解其三维解剖结构。这一过程需要长时间的训练和相当的熟练程度,对医生提出了很高的要求,也使某些方面的诊断有一定的局限性。与传统的二维超声成像相比,三维超声成像的主要优点是:更加清晰的显示

植物根系三维立体成像基于纽迈科技磁共振成像系统

现有的植物根系结构及功能研究方法具有高度破坏性且准确率低,从而相比于地上植物结构,根系的研究特别少,研究人员也经常强调获取根系数据的困难。因此我们需要一个更好的方法去研究植物根系。质子核磁共振成像是医学诊断的一种新技术,它利用静磁场和射频场来获取生物体内可动水的分布图,具有快速无损、对比度高、分辨率

深脑成像技术解码脑干关键结构

日本自然科学研究机构科学家开发出一种创新的深脑成像技术,用于研究大脑中一个关键的脑干结构——孤立管核(NTS)。该成果打开了“脑—身—心”互动研究新窗口,不仅为研究脑—体之间的复杂联系提供了有力工具,也为基础神经科学研究向临床转化搭建了桥梁。相关论文发表于最新一期《细胞报告方法》。“D-PSCAN”