MRI迭代新技术在脑发育与脑损伤评估中的进展和前景

脑发育与脑损伤研究是认识发育规律并保障儿童健康发展的基础,MRI是脑发育与脑损伤评估的重要手段。近年来,儿科适宜的MRI技术不断迭代更新,尤其是人工智能的应用提升了MRI在儿科人群的适用性。本文主要论述了包括人工智能加速成像、运动伪影消除、图像畸变校正、儿科适宜的脑形态与功能量化分析等在内的MRI新技术与图像处理新方法,并简要论述了新技术在揭示脑发育规律与脑损伤病理生理机制方面的应用价值,同时指出了部分新技术在应用中存在的问题。期待本文能够为进一步拓展儿科适宜脑MRI技术的应用启发新角度,为儿童脑病早期评估工具的选择提供参考,希望更多的研究推动儿科适宜MRI新技术研发与临床应用,提升儿童脑病的诊疗水平。

比喻辞格视域下《孽子》的修辞文本建构管窥

《孽子》是白先勇先生写的唯一一部长篇小说,大量比喻辞格的运用是《孽子》的一个核心要素。这对塑造典型环境中的典型人物、深化小说主题、挖掘作家深层情感等方面具有重要意义。以比喻辞格视域,通过人物形象描写中“喻体的范畴化”和环境描写中“本体范畴化”的分析,完成《孽子》修辞文本整体建构模型,进一步探析修辞文本建构中人物形象塑造与环境描写的心理机制和建构功用。

新生儿脑白质损伤时空分布规律的病灶概率映射研究

目的采用基于T1WI的病灶映射方法刻画新生儿局灶性脑白质损伤(punctate white matter lesions,PWML)的好发区域并探究其时空分布规律。材料与方法回顾性纳入PWML新生儿94例,其中轻度损伤60例(早产/足月:24/36),重度损伤34例(早产/足月:20/14)。基于T1WI手动标记病灶,与约翰霍普金斯大学新生儿T1WI模板配准后叠加图谱,最终生成PWML概率映射图并计算病灶在不同区域的分布概率。对轻重度PWML组间以及不同分组内早产与足月儿各脑叶病灶体积进行比较。结果轻度PWML的分布均以颞顶叶为主(病灶体积于颞顶叶>额叶>枕叶,P<0.008),尤其是丘脑后辐射、角回及缘上回;早产儿损伤范围较足月儿增加,且向额叶延伸。重度PWML主要分布于额颞顶叶(病灶体积于额颞顶叶>枕叶,P<0.008),早产与足月损伤分布范围较为一致,共同累及的区域包括丘脑后辐射、角回及上放射冠。结论基于T1WI的病灶概率映射于脑区水平细化了不同程度PWML病灶的时空分布特征,为深入理解PWML的病理生理机制及预后评估提供了解剖基础。

常规听力保护下3.0T磁共振噪声对0~12岁儿童听力的影响

目的探究3.0T磁共振(MRI)扫描噪声对儿童耳蜗功能的影响。方法前瞻性纳入2018年5月至11月在我院行头颅MRI检查的儿童72人,采用3M静音海绵耳塞与泡沫隔音头垫进行听力防护。应用免磁性麦克风和声级计对MRI序列的噪声水平(dBA)进行检测。采用畸变产物耳声发射(DPOAE)进行MRI检查前24 h与检查后30 min内2~7 kHz听功能(DPOAE幅值)检查。采用配对t检验或Wilcoxon符号秩检验分析MRI检查前后DPOAE振幅差异。结果研究测得MRI平均噪声水平为(107.70±3.92)dBA。与MRI检查前相比,MRI检查后各频段DPOAE幅值(dB)变化较小,各年龄组振幅差值的变化范围为:0~1岁组左耳(-0.24~1.10),右耳(-0.24~0.74);2~5岁组左耳(-0.07~0.59),右耳(-0.57~0.75);6~12岁组左耳(-0.36~0.44),右耳(-0.30~0.57);且均未见有统计学差异(校正P>0.05)。结论常规听力防护下,未观察到3.0T MRI噪声对儿童耳蜗功能的潜在影响。

基于灰质骨架的统计分析方法评估新生儿大脑皮层微结构属性发育变化

目的应用基于灰质骨架的统计分析(gray matter-based spatial statistics,GBSS)方法探讨新生儿期大脑皮层微结构属性发育变化。材料与方法回顾性连续纳入自2011年1月至2013年6月于我院行头颅MRI检查的73例新生儿。利用GBSS方法提取皮层骨架并将扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)参量分数各向异性(fractional anisotropy,FA)、平均扩散率(mean diffusivity,MD)投射至皮层骨架。根据新生儿T1WI脑区图谱选取双侧对称性皮层感兴趣区(region of interest,ROI)并计算额、颞、顶、枕叶皮层DTI参量平均值及每个ROI内相应参量的平均值,进一步将新生儿大脑额、颞、顶、枕叶皮层及每个ROI内DTI参量值与胎龄、校正后的出生体质量、身长、头围进行相关性分析;运用一般线性模型分别对全脑皮层DTI参量FA、MD与新生儿胎龄及出生指标的相关性进行统计分析。结果基于皮层ROI分析发现,新生儿皮层FA的变化以胎龄38周为折点,折点以前,新生儿大脑皮层FA与胎龄均无显著相关性,折点之后,顶叶皮层FA(r=0.424,P=0.009)随胎龄的增加而增加。基于48个皮层ROIs及体素水平分析中均发现,右侧颞上回(superior temporal gyrus,STG)、岛叶皮层(insular cortex,Ins)、额中回(middle frontal gyrus,MFG)、扣带回(cingular gyrus,CingG)、外侧眶额回(lateral fronto-orbital gyrus,LFOG)、额下回(inferior frontal gyrus,IFG)、中央后回(postcentral gyrus,PoCG)、中央前回(precentral gyrus,PrCG)、顶上小叶(superior parietal lobule,SPL)的FA值与胎龄呈正相关,而MD值与胎龄呈负相关(P<0.05)。右侧中央后回的FA值与胎龄相关性最高(r=0.628,P=0.032),左侧中央后回的MD值与胎龄相关性最高(r=-0.598,P=0.041)。基于体素及ROI的结果均表明出生体质量、头围、身长与新生儿皮层FA、MD参量均无显著相关性。结论新生儿大脑皮层呈现区域异质性的发育特征,初级感觉和运动皮层的发育成熟早于联合皮层。相较出生体质量、身长、头围,胎龄是影响新生儿大脑皮层发育的主要指标。

足月新生儿区域脑体积与生后日龄及神经行为发育的相关性研究

目的分析足月新生儿87个脑区体积与生后日龄及神经行为发育水平之间的相关性。方法回顾性收集2010年11月至2017年9月于西安交通大学第一附属医院行头颅磁共振成像检查(三维T1加权成像)表现正常的足月新生儿75例,胎龄(39.38±1.22)孕周,男/女(51/24);生后日龄(11.11±6.67)d。基于87脑区分割模板,利用VB-Net(V-shape Bottleneck network)深度学习分割技术将新生儿大脑划分为87个脑区并计算各脑区体积,通过Pearson偏相关与线性回归分析各脑区体积与生后日龄以及神经行为学之间的相关性。结果校正胎龄、出生体质量、头围、身长及性别后,足月新生儿全脑66.7%(58/87脑区)脑区体积随生后日龄增加逐渐增大(相关系数r:0.2~0.7,P<0.05)。其中,双侧豆状核、左侧尾状核、右侧枕叶灰质、右侧颞下叶灰质、双侧颞前叶灰质体积与生后日龄呈强相关(r>0.50,P<0.05)。右侧枕叶灰质体积随生后日龄线性增长斜率最大(斜率:100.67),且与行为能力呈正相关(r=0.324,P<0.01)。结论新生儿期全脑多数脑区体积随生后日龄增加而增大,以初级感觉运动相关脑区增长最快,呈空间异质性。部分脑区体积在增长过程中伴随行为能力形成。

血管周围间隙扩散张量成像指数在评估儿童良性Rolandic癫痫脑类淋巴系统功能及疾病状态的价值

目的探讨血管周围间隙扩散张量成像指数(diffusion tensor image analysis along the perivascular space index,DTI-ALPS index)在评价儿童良性Rolandic癫痫(Rolandic epilepsy,RE)患儿脑类淋巴系统(glymphatic system,GS)功能及疾病状态中的价值。材料与方法选取20例6~12岁的RE患儿(患儿组)与20例年龄、性别匹配的儿童(对照组)行常规MRI及MR扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)检查。定量分析两组的DTI-ALPS index。采用Pearson相关分析患儿组DTI-ALPS index与癫痫发作持续时间、发作频率及认知功能的相关性。结果患儿组DTI-ALPS index较对照组降低(患儿组:1.41±0.20,对照组:1.56±0.16;t=-2.620,P=0.013)。两组DTI-ALPS index均与年龄呈正相关(患儿组r=0.483,P=0.002;对照组r=0.534,P<0.001)。患儿组DTI-ALPS index与癫痫发作持续时间、发作频率呈负相关(发作持续时间r=-0.743,P<0.001;发作频率r=-0.460,P=0.044);与总智商(full intelligence quotient,FIQ)及言语智商(verbal intelligence quotient,VIQ)呈正相关(r_FIQ=0.523,P=0.014;r_VIQ=0.563,P=0.001),与操作智商(practical intelligence quotient,PIQ)无相关性。结论DTI-ALPS index可用于评估RE患儿GS功能受损情况,在探究疾病状态中具有较高的价值。

足月新生儿大脑体积偏侧性分布及与神经行为学的相关性研究

目的基于T1加权MR结构成像探究足月新生儿大脑87脑区体积偏侧性的分布特征及脑区体积偏侧性与新生儿行为神经测查法评分之间的相关性。材料与方法回顾性分析2010年11月至2017年9月在西安交通大学第一附属医院行头颅磁共振检查(三维T1WI)的健康足月新生儿64例[胎龄:(39.46±1.17)孕周;男43例,女21例;生后日龄:(10.94±6.90)天],基于Developing Human Connectome Project(dHCP)87脑区分割模板,在联影智能科研平台(uAI Research Portal)利用深度学习分割技术获得新生儿大脑87脑区体积,进而计算偏侧性系数(lateralization index,LI)=100×(V_(L)-V_(R))/(V_(L)+V_(R)),(V:脑区体积),运用t检验及Pearson偏相关探究大脑区域体积偏侧性特征及LI与行为神经测查法评分之间的相关性。结果新生儿期大脑区域体积左侧偏向性(LI>0)主要分布在枕叶、丘脑、尾状核、侧脑室及小脑等区域;右侧偏向性(LI<0)主要分布在海马、扣带回、颞叶及岛叶白质等区域。其中,枕叶白质(r=-0.303,P=0.015)、枕叶灰质(r=-0.315,P=0.012)、海马(r=-0.332,P<0.01)及扣带回后部白质(r=-0.263,P=0.035)的LI与主动肌张力评分之间存在相关性;此外并未发现各脑区的LI与行为能力评分之间存在相关性。结论新生儿期大脑区域体积已呈现出显著的偏侧性特征,脑区体积偏侧性分布范围广泛,且以右侧偏向性为主;主动肌张力在枕叶灰、白质、海马及扣带回后部白质呈右半球优势分布。

高温热处理木材的FTIR和XRD分析

该文采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪和X射线衍射(XRD)仪较系统地研究了高温热处理对马尾松木材FTIR和XRD特征的影响规律。结果表明:随着热处理温度的升高和处理时间的延长,木材红外吸收光谱中羟基吸收峰的强度明显降低,羰基吸收峰的强度略呈降低趋势,有利于木材尺寸稳定性的增加;在160~220℃的热处理范围内,马尾松木材纤维素结晶度随着温度的增加呈现出先增加、后减小、再增加的变化规律;当热处理温度为200℃时,随着时间的延长,马尾松木材的结晶度整体呈现降低趋势,但处理时间为2 h时,木材的结晶度略有增加;除220℃热处理4 h外,其他高温热处理工艺对马尾松木材纤维素结晶区宽度的影响不明显,其变化幅度均在3%以内。

气鼓轮砂带砂光饰面中密度纤维板的磨削力与表面粗糙度

【目的】探究气鼓轮砂带砂光参数对磨削力的影响以及磨削力与砂光表面粗糙度的关系,为更好控制气鼓轮砂带砂光木(板)材的表面粗糙度提供理论参考。【方法】开展气鼓轮砂带砂光饰面中密度纤维板的单因素试验,运用流体腔理论建立气鼓轮砂带砂光饰面中密度纤维板的有限元模型,基于有限元模型和单因素试验,探究气鼓轮气压、进给量、轴平行度误差对磨削力和砂光表面粗糙度的影响,并分析磨削力与砂光表面粗糙度的关系。【结果】随着气鼓轮气压、进给量、轴平行度误差增加,试件总磨削力增大,但其引起总磨削力增大的原因不同;试件接触中心节点法向应力大小主要与气鼓轮气压有关;对应同一试件的中间区域(6~59 mm),气鼓轮气压组和进给量组试件的局部磨削力近似相等,轴平行度误差组试件的局部磨削力与位置近似线性相关;气鼓轮气压对试件磨削力和表面粗糙度影响较小,进给量可较明显改善试件表面粗糙度;试件表面粗糙度与局部磨削力的线性拟合相关系数R2为0.975,与总磨削力的线性拟合相关系数R2为0.871,表面粗糙度与局部磨削力的线性相关性更好。【结论】气鼓轮砂带砂光饰面中密度纤维板的有限元模型可以准确计算试件磨削力;分析气鼓轮磨削力与试件砂光表面粗糙度的关系时,选择试件局部磨削力比试件总磨削力和试件法向应力更好。

高温热处理对木材吸湿性和尺寸稳定性的影响

在4个不同温度和时间水平下,对人工林杉木木材进行高温热处理,研究了处理温度和时间对木材吸湿性和尺寸稳定性的影响规律。结果表明：高温热处理可以显著降低木材平衡含水率、吸水率和体积膨胀率,提高尺寸稳定性;随着处理温度的增加和处理时间的延长,杉木平衡含水率、吸水率和体积膨胀率降低;与处理时间相比,处理温度对平衡含水率、吸水率和体积膨胀率的影响程度更大。在本研究范围,与对照材相比,通过高温热处理可以使杉木平衡含水率降低17.73%~66.74%,吸水率降低33.99%~64.00%,体积膨胀率减少36.7%~69.30%。

高温热处理对松木颜色和润湿性的影响规律

在4个不同温度和时间水平下,对松木进行高温热处理,研究了处理温度和时间对木材颜色和润湿性的影响规律。结果表明,热处理能使木材厚度方向颜色均匀加深,装饰效果增强;随着处理温度和时间的增加,木材明度显著降低;当温度低于200℃时,提高处理温度和延长处理时间能显著增加木材的红绿指数;木材黄蓝指数随处理温度的升高而降低,当温度在200℃以上时,木材黄蓝指数随处理时间的延长而降低。随着处理温度和时间的增加,木材表面与液滴接触角整体呈现出增加趋势,润湿性降低。在本研究范围内,与对照材相比,通过高温热处理最大可使松木明度、黄蓝指数降低47.3%、26.2%,红绿指数、木材表面与液滴接触角分别增加213.9%、37.5%。

微波真空干燥过程中木材内的水分迁移机理

该文以马尾松木材为研究对象,对微波真空干燥过程中木材内部的含水率分布进行了研究,首次阐述了微波真空干燥过程中木材内部的水分迁移机理.研究结果表明:在微波真空干燥过程中,木材内部的含水率分布比较均匀,在厚度方向没有明显的整体性含水率梯度,特别是在干燥的后期,木材内部的含水率分布更加均匀;当含水率在纤维饱和点(FSP)以上时,木材中的自由水和水蒸气在压力梯度的作用下以渗透流的形式在木材内部迁移;当含水率在FSP以下时,木材中的水分在压力梯度的作用下以水蒸气的形式向木材表面迁移;因热扩散、含水率梯度引起的水分迁移可以忽略不计.

微波真空干燥过程中木材内部的温度分布

该文以马尾松木材为研究对象,对微波真空干燥过程中木材内部的温度分布进行了研究.结果表明在一定的辐射功率(160kW/m^3)和厚度(60mm)范围内,木材内的温度分布比较均匀,基本不呈现出整体性的温度梯度;在干燥的后期,木材内温度分布的局部不均匀性有加大的趋势;在微波真空干燥过程中,木材内部的温度差是由于微波场和湿木材本身不同部位介电特性的差异引起的,这种不均匀性以局部的形式存在于木材中.

木材干燥预热时间初探

预热是木材干燥的重要环节 ,实践中一般仅凭经验来确定预热时间 .该文对木材预热时间进行了理论计算和试验验证 ,并将试验数据与经验预热时间进行了对比分析 ,讨论了木材厚度、预热温度、含水率、基本密度对预热时间的影响程度 .试验及分析结果表明 :①理论预热时间与试验值很接近 ,通过理论计算来确定木材的预热时间是可行的 .②经验预热时间与试验值相差很大 ,其比值介于 2 2～ 8 6之间 .③木材含水率和基本密度对预热时间无显著影响 ;预热温度对预热时间有一定的影响 ;木材厚度是影响预热时间的最主要因素 .

磁共振扩散张量成像多参量评估早产与足月新生儿脑白质发育

目的基于磁共振扩散张量成像(DTI)各参量的变化组合特点评估早产与足月新生儿脑白质不同区域的发育状态。方法纳入行常规磁共振成像未见异常的新生儿66例:早产儿33例(男21例,女12例;胎龄30.143~36.286周)、足月儿33例(男22例,女11例;胎龄37.000~41.429周)。行DTI扫描并获取参量:各向异性分数(FA)、平行扩散率(AD)以及垂直扩散率(RD)。运用Spearman秩相关分析分别评价早产儿与足月儿DTI参量与校正胎龄的相关性,并根据Dubois方法对脑白质发育状态进行评估:AD升高、RD降低、FA升高反映轴突排列有序化;AD降低、RD降低、FA不变或升高反映白质预髓鞘化;AD不变、RD降低、FA升高反映白质髓鞘化;采用Mann-Whitney U检验比较各参量的组间差异。结果根据Dubois的评估方法发现,内囊后肢、胼胝体在早产儿期已经处于髓鞘化阶段;大脑脚在足月儿期才开始髓鞘化;早产儿与足月儿放射冠上部、下额枕束以及外囊均处于预髓鞘化阶段。足月儿各感兴趣区域内FA高于早产儿(P<0.05),而除了大脑脚以外的其他区域足月儿的AD和RD均低于早产儿(P<0.05)。结论基于DTI多参量的发育变化和Dubois的方法可以量化评估新生儿脑白质发育状态,其符合髓鞘化和预髓鞘化阶段DTI参量变化特点,早产儿较足月儿的脑白质发育落后。

木材微波改性技术研究进展

30余年来,因干燥成本、干燥设备等诸多方面的问题没有得到圆满解决,木材微波干燥的工业化应用一直没有取得突破性进展。近年来,国内外部分学者开始将关注的目光从微波干燥领域转移到微波改性处理。概述了国内外在木材微波改性处理方面近年来的研究成果,并提出了今后的研究方向,以期为木材微波改性的进一步研究提供参考。

木材微波真空干燥过程的数学模拟

该研究根据微波真空干燥过程中木材内部水分和热量的迁移机理,建立了木材微波真空干燥的数学模型,并通过试验对该模型进行了验证。结果表明:木材的微波真空干燥过程可以分为3个阶段,即快速升温加速干燥段(Ⅰ)、恒温恒速干燥段(Ⅱ)和后期升温减速干燥段(Ⅲ),且恒温恒速干燥段在整个干燥过程中所占的比例较大;该模型能较好地模拟木材在微波真空干燥过程中的温度和含水率的变化规律,其模拟精度较高,模拟值与试验值之间相关系数的平方在0.9以上,且含水率变化规律的模拟精度高于温度变化规律的模拟精度。

微波干燥与常规干燥中木材内含水率动态分布

以黑胡桃木材为对象,采用X射线扫描含水率分布测试方法,分析、比较了微波干燥与常规热风干燥过程中木材内部含水率动态分布规律.结果表明:在微波干燥和常规热风干燥过程中,木材内层含水率均高于表层,存在着整体性的内高外低的含水率梯度场;在整个微波干燥过程中,木材内部虽然出现了部分内层含水率低于外层的情况,存在着含水率分布的局部不均匀,但并未出现与常规热风干燥相反的含水率梯度;在微波干燥中,木材内部各层与表层含水率的差值随着干燥时间的延长逐渐降低.随着干燥过程的进行,常规热风干燥中木材芯层与表层含水率差呈现出先增加后减小的变化趋势.

微波处理中木材内温度分布的数学模拟

从热传导的物理规律出发,建立微波加热过程中木材内部热传导模型,并通过理论模拟揭示不同微波加热方式对预处理中木材内部温度分布的影响规律。结果表明:微波处理过程中,木材内部的温度分布规律及均匀性与微波加热方式直接相关;当采用单向微波辐射的方式进行加热时,沿着微波入射方向,木材温度逐渐降低,木材内部温差较大,且温度分布均匀性较差;当使用双向微波辐射的方式进行加热时,木材内能形成内高外低的温度梯度,且温度分布均匀性较好。