仿脑组织体模研究进展

仿脑组织体模是指可以有效模拟人脑组织形状、性质的等效材料组织或数字模型,可以在实验中代表人脑组织的某些生理特性从而达到特定的研究目标,根据其物理形态,通常可分为固体、液体、数字体模3类。仿脑组织体模具有安全经济,配置简单并且可重复使用的优势,被广泛应用于脑部疾病诊断、系统安全性评估等研究。本文就仿脑组织体模的分类、物理特性和脑科学研究应用3方面进行论述,在阐述当前仿脑组织体模与真实脑组织存在一定性质差异的同时也说明其在替代真实脑组织实验上有良好的应用前景。

定量判断个体脑放射性分布异常的模型研究

目的:建立一种简单易行的用于诊断个体脑放射性分布异常的方法,并采用模型成像进行验证。方法:对Hoffman标准脑模型进行正电子发射断层扫描(PET)显像,得到15幅正常脑放射性分布图像,求得正常脑放射性分布图谱。利用Hoffman模型制作脑梗死模型和高放射性分布模型并进行PET成像,标准化后与正常脑放射性分布图谱进行比较,得到特定置信水平上的脑放射性分布差异图。结果:本试验中,脑图谱法对高放射性分布和低放射性分布病灶的检出率均为100%,对异常放射性分布有较高的灵敏度,并可以分别显示高于和低于正常值的差异程度。结论:该方法可以用于个体脑放射性分布的临床诊断,原理可靠,操作简单。

成人颅脑CT低剂量扫描参数的优化研究

目的探讨成人颅脑CT低剂量扫描的可行性及适当的扫描参数。方法采用模体应用研究和临床验证的方法,通过调整扫描参数(mAs),对Catphan 500 CT性能模体进行多次扫描,对扫描的图像进行高对比分辨率、低对比分辨率、图像噪声及均匀性评价,依据诊断要求确定颅脑CT低剂量扫描参数,分别以常规扫描参数、低剂量扫描参数对成年志愿者进行CT扫描,并对相应的图像质量作出评价,应用统计学软件进行分析。结果降低毫安秒,图像噪声增加,图像低对比分辨率下降,CT剂量呈线性降低;低剂量扫描参数(120 kV,100 mAs)完成的志愿者CT图像可以满足诊断要求。结论对成年脑外伤、脑出血、大面积脑梗死等病情复查的患者进行低剂量扫描是可行的,以实验的方式扫描Catphan 500 CT性能模体能够确定出患者低剂量扫描的参数。

经颅神经电磁调控人体头部物理模型研究

经颅磁刺激(TMS)作为一种广泛应用的神经调控技术,对于治疗神经、精神疾病的效果已经得到证实。TMS引起的颅内电场与治疗效果密切相关,准确测量TMS产生的颅内电场具有重要意义,但直接对人体进行颅内测量将面临技术、安全、伦理等多种问题限制。因此,本文旨在构建一个能够模拟真实大脑电导率和解剖结构的人体头部物理模型,以便代替真实大脑实现颅内电场测量。本文根据真实大脑各层组织的电导率选取和制备了合适的模拟材料,并基于核磁共振图像对各层组织进行了图像分割、三维重建及三维打印等过程,完成了对人体头部物理模型各层组织的制作,最后将各层组织组合起来构成完整的人体头部物理模型。对TMS线圈施加于人体头部物理模型所产生的感应电场进行测量,进一步验证了该人体头部物理模型的导电性。本文的研究为TMS颅内电场分布研究提供了有效的实验工具。

脑组织漫反射光谱与约化散射系数的斜率估算法

约化散射系数是生物组织光学研究中的一个重要的组织光学参数。利用微光纤探头与光纤光谱仪组成漫反射光谱采集系统对脑组织约化散射系数的实时在位测量进行研究。通过悬乳液与模拟胶模型实验推导了700～850nm波段约化散射系数与漫反射光谱斜率绝对值的关系式,用模型对公式的计算精度进行验证,利用该系统实时在位测量了20只大鼠脑组织在700nm、750nm和800nm处的约化散射系数。经统计分析,大鼠脑白质约化散射系数在上述波长处分别为30±5cm-1、28±5cm-1和25±6cm-1,脑灰质约化散射系数则分别为14±3cm-1、13±3cm-1和12±3cm-1。脑组织约化散射系数实时在位测量对脑外科微创手术中的组织识别具有重要的参考意义。

Fore-Iterative重建方法中迭代次数和子集数对SPM分析结果的影响

目的:探讨功能图像常用的三维重建方法Fore-Iterative中不同迭代次数和不同子集数目对统计参数图软件(SPM)统计比较结果的影响。方法:利用Hoffman标准脑模型进行PET成像与该模型制作的缺损模型进行PET成像后,采用临床常用参数进行三维重建,比较统计参数图(Statistical parametric mapping,SPM)的团体T检验结果。结果:(1)随着迭代次数的增加SPM得到的激活区增大,敏感度增加,差异显著性提高。(2)子集数目不同得到的激活区大小和假阳性不同,其中子集为32时得到的激活区最小,特异性最高。结论:迭代5次和子集数为32时使用SPM得到的结果最逼近真实值,产生较少的假阳性结果。