EEG数据的李氏指数计算与主成份分析

采用新的经验公式计算 EEG数据的 L yapunov指数 ;其中在脑电低维假设下先求出关联维作为拓扑维以确定重构维数 ,计算结果以采样频率定标 .还对 EEG数据进行主成份分析 。

NMR中非线性梯度场下扩散行为的理论描述和蒙特卡罗模拟(英文)

利用传播子方法研究了在一般非线性场梯度下NMR信号的扩散衰减 .在自由扩散和平板间的限制扩散情况下获得了扩散衰减因子的理论表达式 .该表达式适用范围宽 ,且具有较简单的数学形式和明确的物理意义 .文中还将理论预测与蒙特卡罗模拟结果进行了比较 .结果表明 :文中所采用的理论方法适合于表述自由扩散和短脉冲近似下的受限扩散 ;

基于分子间多量子相干的矢量场磁共振成像模拟

对基于分子间多量子相干的矢量场成像进行了系统的模拟研究.模拟结果表明:这类成像能够对几十微米量级的异质结构进行成像,并较好地抑制来自均匀介质的信号.即使不存在梯度磁场情况下,通过相位循环该方法亦可实现对异质结构的成像.这将有助于开拓基于分子间多量子相干成像的应用领域,深化对其成像机制的理解.

定量磁化率成像的基本原理及方法概述

定量磁化率成像(quantitative susceptibility mapping,QSM)是磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)中一项新兴的用于定量测量组织磁化特性的技术。利用定量磁化率成像,可以对组织的铁含量、钙化、血氧饱和度等进行有效的定量分析,对脑出血、多发性硬化症及帕金森综合症等脑神经疾病的研究和诊断也具有重要意义。定量磁化率图像的重建是一个复杂的过程,包括几个不同的步骤,因此其准确性受到很多因素的影响。本文主要概述定量磁化率成像的基本原理和重建流程,并对重建过程中每个步骤的主要方法进行介绍。同时,也将对当前定量磁化率成像的几种主要临床应用进行介绍。

定量磁化率成像重建方法及其应用

磁共振成像(MRI)中,相位图像包含丰富的组织磁化率变化信息,获取相位图像不需要额外的扫描时间.组织中的顺磁性物质会影响组织磁化率差异,从而导致局部磁场不均匀.对组织内顺磁性物质的定量有利于许多脑血管疾病和神经系统疾病的诊断,但利用局部相位信息重建组织磁化率分布是一个不适定逆问题,目前仍然有许多问题亟待解决.该文着重介绍定量磁化率成像(QSM)的原理、重建方法及其在MRI中的应用.

脑部化学交换饱和转移成像研究

化学交换饱和转移(chemical exchange saturation transfer,CEST)成像是在磁化传递及化学交换理论基础上发展起来的一种磁共振成像新方法,其扩展了磁共振分子影像新领域,但还处于研究阶段。其以细胞内物质为内源性对比剂,通过水信号间接检测代谢物信息,进行组织的酸碱度成像及其各种代谢物成像。本文主要探讨MRI领域中与水相关的化学交换饱和转移现象,阐述其原理、研究现状及其在不同场强磁共振仪上脑部疾病的应用。

核磁共振中分子间多量子相干及其应用

源自核自旋远程偶极相互作用的分子间多量子相干(iMQC)以其独特的性质在核磁共振领域引起了广泛的关注.与常规的单量子相干信号相比,iMQC信号具有下列特性:iMQC信号与实验可控的偶极相关距离为半径的空间区域内的自旋粒子数相关;iMQC信号与局域磁场分布或局域磁化率效应相关;iMQC信号具有独特的弛豫和扩散特性.这些性质使iMQC在核磁共振波谱和成像领域得到了广泛的应用.本文简要介绍了iMQC现象的研究历史以及相应的理论解释,对我们小组这10几年来在iMQC领域的研究进行了系统的阐述,包括对iMQC性质的研究及其在不均匀不稳定场中高分辨核磁共振谱和成像方面的应用研究.

具有表面弛豫的液体自扩散的Monte Carlo模拟

研究多孔介质中液体的自扩散行为能获得介质的微观结构信息,有助于了解介质中液体的传输性质.以具有不同孔隙大小的无限长圆柱体模型中的液体为对象,采用Monte Carlo随机行走方法,模拟存在表面弛豫时液体的自扩散系数和核自旋磁化强度随时间的变化,导出将NMR弛豫参数和随机行走参数联系在一起的表达式.结果表明:在快扩散区,液体的核自旋磁化强度随弛豫时间呈单指数衰减,且自扩散系数在短时情况下独立于表面弛豫率;在慢扩散区,液体的核自旋磁化强度衰减和自扩散系数在短时情况下均与表面弛豫率无关.模拟结果与理论分析相吻合,可用于求解介质的表面积与体积之比及孔径大小等结构信息.

基于分子间多量子相干的三维磁共振成像模拟

核磁共振中的分子间多量子相干信号源自远程偶极相互作用.基于分子间多量子相干的成像信号能提供一种新的对比度机理.为了快速、高效地模拟和研究该对比度机理,本文运用如下算法:先对磁共振信号在实空间进行傅立叶变换,从而将磁化量从实空间变换至k空间,计算远程偶极场和扩散效应,然后将其变换回实空间来处理化学位移和弛豫等参数.研究结果表明:此算法可以准确反映三维结构样品中的偶极场效应,并且验证了由此产生的分子间多量子相干信号能够有效地提高磁共振成像的对比度.

缝隙连接蛋白在钙离子介导的乳腺癌细胞转移和侵袭中的作用

目的探讨缝隙接蛋白(Cx)在钙离子介导的乳腺癌细胞转移和侵袭中的作用。方法选用不影响细胞生长的缝隙连接蛋白阻断剂,辛醇100μmol/L处理高转移MDA-MB-231细胞和低转移MCF-7细胞。倒置相差显微镜下观察细胞形态,激光扫描共焦显微镜下观察Cx43的位置、微丝纤维的排列和细胞内钙离子浓度变化,划痕和侵袭实验观察细胞的转移情况。结果辛醇处理细胞后,细胞的生长状态由大面积片状生长转变为单个或少数几个团状的独立生长;Cx43蛋白的形成和表达位置虽无改变,但相邻细胞间微丝纤维排列的平行同向性显著性降低;MDA-MB-231细胞穿过基底膜成胶和Transwell小室基底面的细胞数显著低于对照组;此外,细胞内钙离子浓度强度显著性降低,钙离子螯合剂(EGTA)处理显著性加剧辛醇对细胞转移和侵袭能力的抑制。但是,上述现象在低转移MCF-7细胞中效果不明显。结论缝隙连接蛋白阻断剂在干扰乳腺癌细胞Cx功能活性,而不影响Cx形成的情况下,能够显著性抑制高转移乳腺癌的恶性进展和侵袭转移,此机制与细胞内钙离子浓度降低有关。

时空编码单扫描磁共振成像的基本原理及重建方法

单扫描磁共振成像技术凭借其良好的时间分辨率,近年来在扩散成像、实时动态三维成像、功能成像等生物医学领域得到广泛应用。在众多单扫描磁共振成像方法中,回波平面成像(EPI)是最常用的一种方法,但它存在一些局限性,特别是在高场条件下,其对磁场不均匀及化学位移效应十分敏感。基于时空编码的单扫描磁共振成像新方法,其对不均匀磁场及化学位移伪影有很好的鲁棒性,并延续了EPI良好的时间分辨率。作者主要阐述时空编码单扫描成像方法的基本原理、特性,时空编码图像的超分辨重建方法及其在生物医学领域的应用。

磁共振成像中背景不均匀场去除方法研究

1 引言 磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）是近年来新开发的磁共振成像技术，最早由E．Mack Haacke等于1997发明，并最初被称作“高分辨率血氧水平依赖静脉成像”（high resolution blood oxygenation level dependent venographic imaging）。

Hadamard技术在不均匀场中获取高分辨核磁共振谱的应用

核磁共振(NMR)谱广泛应用于化学,生物和材料科学等领域。分子间多量子相干技术(iMQCs)可以有效地在不均匀磁场中获得高分辨NMR谱,但是该方法获取高分辨谱通常需要较长的数据采集时间,在很大程度上限制了它的应用。Hadamard技术具有时间短和信噪比高的特点,该技术可以较大地缩短不均匀场下采集高分辨NMR谱的时间,因而扩展并增强iMQCs方法在不均匀场下获取高分辨谱的实用性。总结了近几年Hadamard技术结合iMQCs方法在不均匀磁场中获取高分辨NMR谱的基本原理和应用,并对其优缺点做了详细的分析和讨论。

核磁共振中多量子相干扩散行为的理论表述和计算机模拟(英文)

改进了Warren所提出的CRAZED脉冲序列以研究分子间多量子相干的扩散过程 ,讨论了利用核磁共振测量分子内和分子间多量子相干表观自扩散系数的理论表述 ,采用粒子的随机行走模型模拟其扩散行为 .在短脉冲近似和长脉冲梯度场两种实验条件下 ,分别获得了因扩散引起的不同相干阶数的相对信号衰减强度随梯度场脉冲间隔时间的变化曲线 ,由此得到分子内多量子相干和分子间多量子相干的表观扩散率与溶液分子扩散系数的关系 .还将计算机模拟结果与理论预测进行分析和比较 ,发现二者能很好地吻合 .研究结果表明 ,分子间多量子相干的表观扩散率与常规的分子内多量子相干的表观扩散率明显不同 ,因此 。

1.5T磁共振化学交换饱和转移成像的影响因素分析

本文探讨1.5 T磁共振化学交换饱和转移(Chemical Exchange Saturation Transfer,CEST)成像的影响因素.通过试管模型和临床病例,采用GE Signa HDe 1.5 T磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)扫描仪分别进行不同矩阵、激励次数、翻转角、磁化传递翻转角的CEST成像对比分析,以及不同激励次数、磁化传递翻转角的Z谱分析,并从成像组织、成像设备、成像技术等方面对原始图信号、酰胺质子转移(Amide Proton Transfer,APT)信号及Z谱进行分析研究.实验结果表明1.5 T MRI扫描仪的CEST图像信噪比相对较低,且磁场稳定性及均匀度影响了CEST成像的效果.在其他参数不变的情况下,降低采集矩阵和增加激励次数与翻转角可以增加原始图像信噪比.磁化传递翻转角为105?时,CEST成像效果最好.激励次数为2、磁化传递翻转角为105?时,所得数据符合组织Z谱情况.模型Z谱在磁化传递频率为-294^-194 Hz范围可显示30%谷氨酸(Glu)、碘剂(I_(320))、纯水(H_2O)、肌酸(Cr)的信号差异,与H_2O差异最大处在-244^-214 Hz.原始图像信号30%I320明显高于Glu、H_2O、Cr,Cr略低于Glu,APT图Cr略低于Glu.25例脑肿瘤的APT图呈高信号、12例脑梗塞的APT图呈低信号,CEST原始图像均可区分病变区域.有12例因采集时间、患者配合情况、环境及室温等影响导致CEST成像的失败.由此得出1.5 T场强下,CEST技术受到成像组织、设备、技术等因素的影响,需要进行多方面优化.在保证磁场稳定性及均匀度的情况下,优化参数的CEST成像和Z谱成像可以区分代谢物及其浓度.

基于LabVIEW的可控温LED电参数自动测试系统

基于NI公司的LabVIEW8.2设计了一套可控温功率LED电参数自动测试系统,解决了仪器手动操作测量既繁琐费时又容易出错的问题,可自动测量样品在不同温度下的伏安特性,并同步显示测量数据和曲线。利用PID运算调节温度控制的精度,提高了测量结果的准确性和可靠性。并利用本系统对LED的正向电压与温度的关系进行了实验研究,发现在恒定电流下,温度较高时正向电压与温度成反比关系,温度较低时正向电压随温度减小而突然急剧增大。

7T下脂肪对基于NOE的磁共振对比成像的影响

核Overhauser增强(NOE)效应在高场下的化学交换饱和转移中会造成Z谱高场位置的负背景信号,有望成为一种新的磁共振成像(MRI)对比机制.然而,研究指出,NOE信号的发生区域与主要的脂肪信号的频率位置有重叠,因此MRI中观察到的NOE信号有可能混合了脂肪信号.该文通过鸡蛋的模型实验,初步分析了脂肪含量较高的组织内脂肪信号对NOE效应的影响,并通过健康大鼠鼠脑及颅内肿瘤大鼠鼠脑实验,分析了脂肪对脑部NOE对比成像及基于NOE对比成像的疾病诊断的影响.结果表明,脂肪含量较高的组织内脂肪信号会引起伪NOE效应,并影响NOE对比图像的准确性.

液体NMR中平板间多量子相干受限扩散行为的有限差分模拟

将平板间单量子相干受限扩散理论表述推广到多量子相干,并结合积算符矩阵、Bloch方程和有限差分方法进行模拟.通过模拟找出平板间受限扩散信号衰减随平板间距变化的规律,并与实际体系比较.结果表明:平板间n量子相干的自旋回波信号衰减曲线与单量子类似,且其产生同样衍射图样所需的脉冲梯度场强度仅为单量子的1/|n|,可用于测量微小的平板间距.本文的模拟方法可进一步推广到复杂体系的研究.

基于深度神经网络的时空编码磁共振成像超分辨率重建方法

单扫描时空编码磁共振成像是一种新型超快速磁共振成像技术,它对磁场不均匀和化学位移伪影有较强的抵抗性,但是其固有的空间分辨率较低,因此通常需要进行超分辨率重建,以在不增加采样点数的情况下提高时空编码磁共振图像的空间分辨率.然而,现有的重建方法存在迭代求解时间长、重建结果有混叠伪影残留等问题.为此,本文提出了一种基于深度神经网络的单扫描时空编码磁共振成像超分辨率重建方法.该方法采用模拟样本训练深度神经网络,再利用训练好的网络模型对实际采样信号进行重建.数值模拟、水模和活体鼠脑的实验结果表明,该方法能快速重建出无残留混叠伪影、纹理信息清楚的超分辨率时空编码磁共振图像.适当增加训练样本数量以及在训练样本中加入适当的随机噪声水平,有助于改善重建效果.

液体NMR中多平板间多量子相干受限扩散的有限差分模拟

由于液体分子自扩散参与了几乎所有的化学反应,且核磁共振(NMR)是当前唯一可用于提供关于分子在一个相当于生物细胞尺度单元内的位移信息的非侵害性方法,扩散相关的NMR研究更是引起了极大的重视.为了研究复杂系统中的多量子相干受限扩散行为,将单一平板间多量子相干受限扩散理论扩展到间距等概率分布和间距正态分布的多平板间多量子相干受限扩散,并利用积算符矩阵、非线性Bloch方程和有限差分相结合的方法进行模拟,得出了多平板间多量子相干受限扩散信号衰减随孔径变化范围、高斯因子的变化规律.模拟结果与理论预测吻合,验证了理论表述的正确性,从而可以通过回波信号衰减曲线形状了解样品中平板间距大致的变化范围和分布规律.本研究可扩展到各种复杂的脉冲序列及多自旋体系.