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低场强磁共振成像系统的发展简史及其在神经系统疾病中的应用和展望
编辑人员丨4天前
近10年来,高场强MRI系统在医学领域的应用和研究不断深入,但其安装和扫描条件要求较高,运行成本昂贵,限制了其在基层医院的普及.相比之下,低场强(0.01~1.0 T)MRI虽然成本较低,但因其成像性能欠佳,也未能在临床实践中发挥更大的作用.随着技术的不断发展,目前低场强MRI有望实现类似于高场强MRI系统的各种应用,通过优化软件、硬件设计和技术革新,低场强MRI可以在保持成本经济、便于转运优势的同时提高信噪比,达到提高诊断性能,更广泛地应用于临床实际场景的目标.特别是在急重症诊断方面,低场强MRI有望成为脑血管疾病诊断和监测的重要工具之一.本文追溯了低场强MRI的发展历程,对其在神经系统疾病临床应用中的进展进行了综述,旨在为未来低场强MRI技术的发展探寻方向.
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编辑人员丨4天前
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脑卒中模型小鼠神经纤维束的磁共振成像分析
编辑人员丨4天前
目的:采用11.7 Tesla(11.7 T)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术评价小鼠大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)再灌注模型后脑梗死体积及神经发生相关脑区间的神经纤维连接情况。方法:成年雄性SPF级C57BL/6小鼠,采用线栓法建立MCAO模型,并分别在造模前3 d和造模后1 d进行磁共振扫描。勾画梗死区域并计算梗死体积,对特定脑区进行神经纤维追踪,并分析各向异性分数(fractional anisotropy,FA)、平均扩散系数(mean diffusivity,MD)、轴向扩散系数(axial diffusivity,AD)、径向扩散系数(radial diffusivity,RD)等数据。采用SPSS 26.0进行统计分析,造模前后数据比较采用配对 t检验。 结果:(1)与造模前相比,MCAO造模后,小鼠梗死体积达到[(35.11±17.57)mm 3],梗死区域的FA值减少( t=4.73, P<0.01)。(2)对前囟(anterior posterior,AP):+1.2 mm切面进行纤维追踪,发现与造模前相比,造模后从侧脑室背侧角投射到皮层的纤维束数量由(92 584.20±14 751.00)个减少为(59 815.60±6 752.46)个( t=4.87, P<0.01),投射到梗死区域的纤维束数量由(107 671.40±10 497.57)个减少为(61 658.60±10 178.21)个( t=6.43, P<0.01)。FA、AD、MD、RD值均有不同程度的减少( t=3.38~6.43,均 P<0.05)。(3)对AP:-3.8 mm切面进行纤维追踪,发现从侧脑室背侧角投射到皮层的纤维束数量造模后由(96 944.00±18 331.09)个减少为(58 767.80±16 445.25)个( t=2.99, P<0.05),FA、AD、MD、RD值均降低( t=7.30,5.05,6.74,4.13,均 P<0.05)。 结论:11.7 T超高场强磁共振成像技术精准检测到小鼠缺血再灌注1 d后从侧脑室背侧角投射到皮层和梗死区的神经纤维束数量和扩散张量参数均显著下降。
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编辑人员丨4天前
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7.0 T氢质子磁共振波谱成像在中枢神经系统疾病中的应用进展
编辑人员丨4天前
在中枢神经系统疾病的发生发展过程中,功能代谢改变常早于形态学改变,磁共振波谱(MRS)成像是目前唯一能够无创检测活体组织器官代谢物种类及其含量的影像学手段。相较于3.0 T,7.0 T MRS成像的信噪比和分辨率明显提高,能够更加精准评估微量代谢物、降低克拉默-拉奥下限以及分离因化学结构相似而具有重叠共振的物质。该文就7.0 T 1H-MRS在脑肿瘤、脱髓鞘、癫痫等中枢神经系统疾病的发病机制、早期诊断、治疗决策及疗效评估中的最新研究进展进行综述,以期为进一步的临床应用提供参考。
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编辑人员丨4天前
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10孕周胎儿标本脑发育结构9.4 T MRI表现与组织病理学特征的对照研究
编辑人员丨4天前
目的:探讨10孕周胎儿标本脑发育结构的9.4 T超高场强MR影像及其与组织病理学图像的对应关系。方法:纳入山东大学齐鲁医学院断层影像解剖学研究中心的6具10孕周发育正常的自发性流产胎儿标本为研究对象。使用9.4 T MR仪行颅脑T 2加权像(T 2WI)扫描并三维重建,观察脑组织结构及形态;脑组织切片染色获取组织病理学图像,对比MRI与组织病理学两种检查方法对脑层状结构、侧脑室、小脑等的显示情况。 结果:10孕周胎儿脑层状结构在9.4 T MRI上显示为4层,组织病理学图像则显示为6层,其中侧脑室层、皮质层、边缘层在MRI与组织病理学图像可清晰显示;MRI所显示的混合的室周层、室下层、中间层、皮质下层于组织病理学图像上显示为室周层,混合的室下层、中间层,皮质下层。侧脑室内脉络丛MRI显示为3层,边缘呈低信号,中间呈稍低信号,中心呈更低信号;组织病理学图像亦表现为3层,边缘为上皮细胞,中间为结缔纤维基质,中心为血管组织:MRI形态学特点与病理图像对应。小脑表面光滑,MRI呈低信号,无法具体显示各层;组织病理学图像各层结构显示清晰,由内至外为中间层、分子层、颗粒前体细胞层。脑组织结构经MRI三维重建可直观显示其形态、位置及毗邻关系。10孕周胎儿脑体积较小,脉络丛位于侧脑室内,侧脑室外为层状结构及大脑半球,小脑匐于中脑后方,局部与中脑相连。脉络丛占侧脑室体积的40.4%±1.3%,侧脑室占大脑半球体积的46.1%±4.7%。结论:10孕周胎脑尚处于发育的早期阶段,其9.4 T MRI显示与组织病理学图像显示有很好的一致性,而三维重建可以更好地显示10孕周胎脑结构的特点,为临床医师早期识别胎儿发育相关性疾病提供参考。
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编辑人员丨4天前
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脉冲电场对胰腺癌细胞活性氧生成的影响
编辑人员丨4天前
目的:探究不同强度的脉冲电场(PEF)作用下,胰腺癌细胞内活性氧(ROS)水平的变化。方法:将鼠源胰腺癌细胞Panc02经电场强度分别为0、250、500、750、1 000 V/cm的PEF处理后,通过流式细胞技术和免疫荧光法,在体外探究细胞内ROS的生成规律,并探索不同场强下鼠源和人源胰腺癌细胞凋亡情况。选取20只6~8周龄的雄性C57BL/6 SPF级小鼠制备小鼠原位胰腺癌模型,分为5组,每组4只:250 V/cm PEF治疗组、500 V/cm PEF治疗组、750 V/cm PEF治疗组、1 000 V/cm PEF治疗组和假手术组。通过免疫荧光法检测各组小鼠残存肿瘤组织的ROS表达情况。结果:在500 V/cm、750 V/cm、1 000 V/cm电场强度作用下,与作用后2 h相比,作用6 h、12 h、24 h、48 h后细胞内ROS表达阳性的细胞比例均降低,差异均具有统计学意义(均 P<0.05)。与0 V/cm PEF处理相比,500 V/cm及750 V/cm PEF处理后的Panc02细胞的ROS均增加,差异具有统计学意义(均 P<0.05);与相同作用时间下250 V/cm PEF处理相比,电场强度为500 V/cm和750 V/cm时Panc02细胞中ROS的表达水平均增加,差异具有统计学意义(均 P<0.05)。Panc02细胞和MIA-PaCa-2细胞凋亡比例均随场强的增高而增加,并在场强为750 V/cm时,肿瘤细胞凋亡比例达到峰值。与假手术组相比,在500 V/cm PEF治疗组(16.65±6.01比2.38±1.21, t=-6.53)和750 V/cm PEF治疗组(16.54±4.41比2.38±1.21, t=-6.48)小鼠胰腺癌组织中ROS的表达量增加,差异均具有统计学意义(均 P<0.001)。 结论:PEF处理能够增加胰腺癌细胞及组织内ROS水平,当电场强度为500及750 V/cm时,ROS产生较多。
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编辑人员丨4天前
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电磁辐射对大鼠神经系统的影响
编辑人员丨4天前
目的:研究电磁辐射对大鼠神经系统的影响,为改善甲板作业人员工作环境提供依据。方法:36只成年雄性SD大鼠随机分为6组,每组6只,其中暴露组4组,分别为:60 V/m暴露1 d组和3 d组、120 V/m暴露1 d组和3 d组;对照组2组,分别为对照1 d组和对照3 d组。暴露结束后检测胆碱能神经递质、血脑屏障通透性、Hsp70等指标。结果:海马组织乙酰胆碱(ACh)含量:60 V/m暴露3 d组为(515.52±5.88)pmol/L,低于对照组[(550.94±20.44)pmol/L],差异有统计学意义( P<0.05)。大脑皮质ACh含量:60 V/m暴露1 d组为(578.84±25.14)pmol/L,低于对照组[(605.13±17.99)pmol/L],差异有统计学意义( P<0.05),120 V/m暴露1 d组为(519.62±13.09)pmol/L,明显低于对照组[(605.13±17.99)pmol/L],差异有统计学意义( P<0.01),60 V/m暴露3 d组为(586.20±12.20)pmol/L,明显低于对照组[(623.68±15.07)pmol/L],差异有统计学意义( P<0.01),120 V/m暴露3 d组为(591.22±9.78)pmol/L,明显低于对照组的(623.68±15.07)pmol/L,差异有统计学意义( P<0.01)。暴露组大鼠海马和大脑皮质组织中胆碱酯酶(AChE)含量均明显升高( P<0.01);暴露3d后血清S100β浓度明显增加( P<0.01);射频暴露后,Hsp70阳性表达迅速增强。 结论:60 V/m和120 V/m 2种电场强度的S波段射频暴露1 d或3 d后,动物脑内胆碱能神经递质发生改变,血脑屏障通透性增加,Hsp70阳性表达增强,推测S波段射频暴露可对SD大鼠神经系统产生影响,提示该波段电磁辐射对舰艇甲板作业人员具有潜在的健康危害,应采取适当防护措施。
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编辑人员丨4天前
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7T MRI在阿尔茨海默病中的研究进展
编辑人员丨4天前
阿尔茨海默病(AD)是机体认知功能障碍最常见的病因。除临床诊断之外,AD的病理改变也被认为是其发病机制研究及新药开发研究的"金标准"。根据AD研究框架,神经退行性变发生在β-淀粉样蛋白和Tau蛋白沉积之后、认知功能下降之前。但因中低场强MRI技术的局限性,目前所能确定的神经退行性变的影像学特征大多出现在AD病程中晚期,难以成为早期预警信号。7T MRI是目前可用的最高场强的MRI技术,其高分辨率和高灵敏度使得早期检测神经退行性变成为可能。本文现围绕7T MRI在AD疾病谱中及与AD相关的脑结构中的最新研究进展进行综述,以期帮助临床同道进一步探索和完善7T MRI在AD研究中的应用。
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编辑人员丨4天前
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单线型低温等离子消融电极的结构设计与实验验证
编辑人员丨4天前
目的:设计一种单线型低温等离子消融电极,解决传统电极难以生成均匀、连续和稳定微气泡的问题,提高低温等离子体的消融与切割效果。方法:在SolidWorks 2021三维建模软件中对低温等离子三线型电极与单线型电极结构进行建模,并通过3D打印制作样机。通过COMSOL Multiphysics 6.1软件对2种电极消融过程进行电场和温度场的有限元分析,并通过温度测试实验验证有限元仿真模型的有效性和正确性;通过组织消融实验和低温等离子体激发实验分别比较2种电极的消融效果和等离子体激发过程。结果:有限元分析结果显示三线型与单线型电极的表面最高温度分别为70.2、63.3 ℃,其中单线型电极的表面温度更加理想,2种电极的表面最大电场强度均超过了1.0×10 7 V/m,达到了微气泡被击穿的电场条件。三线型电极工作电极2端的电场强度远高于其余区域,而单线型电极的电场强度则无明显突变与波动。2种电极表面和距离电极表面1 cm处温度的实验值与仿真值基本一致,拟合度良好,相对误差为3.2%。单线型电极作用在猪脂肪上的消融温度最高为46.8 ℃,消融后,形态上无焦化区域,在1 s内可达到0.5 mm的组织切割深度。接入能量平台后,单线型电极工作电极表面会产生微气泡;通电6 ms时,工作电极表面完全被微气泡覆盖;通电9 ms时,低温等离子体被激发,可以看到呈蓝紫色光的等离子体;通电25 ms时,产生的微气泡依然规则、稳定。 结论:设计了一种单线型低温等离子消融电极,可以生成均匀、连续和稳定的微气泡,实现了比传统电极更好的消融与切割效果。
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编辑人员丨4天前
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中等强度静磁场在人T细胞体外扩增中的作用
编辑人员丨4天前
目的:研究外加中等强度静磁场是否可以辅助提高人T细胞体外扩增效率。方法:采集健康志愿者外周血,利用淋巴细胞分离液及密度梯度离心法分离人外周血单核细胞(PBMCs),利用MACS磁珠分选法阴性分选人CD3 + T细胞,加入人T细胞活化珠及重组人白介素IL2体外刺激培养T细胞1周。同等培养条件下,细胞培养板置入钕铁硼产生的静磁场中(场强0.22±0.01T),比较两种环境下T细胞体外扩增效率,流式细胞术检测人T细胞活化及耗竭标志物表达,体外扩增后的T细胞与人肝癌细胞Hep3B细胞共培养,比较T细胞抑制人肝癌细胞增殖的能力。 结果:相比常规培养,外加静磁场可显著提高人T细胞体外活化程度及增殖倍数,使其1周的增殖倍数由6.11倍提高到14.83倍( P<0.05),且T细胞表达更多的活化标志物CD25,CD137及细胞增殖标志物Ki-67,T细胞耗竭标志物PD-1表达量显著降低( P<0.05)。T细胞抑制Hep3B细胞增殖实验结果显示,当T细胞与肝癌细胞按1∶10共培养时,外加静磁场下扩增的T细胞平均抑制率为30.1%,而无磁场环境下扩增的T细胞其抑制率为12.5%, P<0.05。 结论:外加中等强度静磁场可以提高人T细胞体外扩增效率,加速T细胞的活化与增殖,减缓其耗竭程度并增强其抑制人肝癌细胞增殖的能力。
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编辑人员丨4天前
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生物强度电场对人表皮细胞株HaCaT微管乙酰化的调节作用
编辑人员丨4天前
目的:探讨生物强度电场对人表皮细胞株HaCaT方向性迁移及微管乙酰化水平的调节作用,以期为临床创面修复提供分子理论依据。方法:采用实验研究方法。取HaCaT细胞,分为置于电场装置中不通电处理3 h的模拟电场组和用强度200 mV/mm电场处理3 h的电场处理组(处理方法下同,样本数分别为54、52),在活细胞工作站中观察处理3 h内细胞运动的方向并计算细胞运动的位移速度、轨迹速度及运动方向性cosθ。取2批HaCaT细胞,分为模拟电场组和用强度200 mV/mm的电场处理相应时间的电场处理1 h组、电场处理2 h组、电场处理3 h组及模拟电场组和用相应强度的电场处理3 h的100 mV/mm电场组、200 mV/mm电场组、300 mV/mm电场组,采用蛋白质印迹法检测乙酰化α-微管蛋白的表达(样本数均为3)。取HaCaT细胞,分为模拟电场组和电场处理组,采用免疫荧光法观测乙酰化α-微管蛋白的表达及定位(样本数为3)。对数据行Kruskal-Wallis H检验、Mann-Whitney U检验、Bonferroni校正、单因素方差分析、LSD检验及独立样本 t检验。 结果:处理3 h内,与模拟电场组相比,电场处理组细胞有明显定向迁移的趋势,位移速度、轨迹速度均明显加快( Z值分别为-8.53、-2.05, P<0.05或 P<0.01),方向性明显增强( Z=-8.65, P<0.01)。与模拟电场组(0.80±0.14)比较,电场处理1 h组、电场处理2 h组细胞中乙酰化α-微管蛋白表达量(1.50±0.08、1.89±0.06)均无明显变化( P>0.05),电场处理3 h组细胞乙酰化α-微管蛋白表达量(3.37±0.36)明显增高( Z=-3.06, P<0.05)。处理3 h,100 mV/mm电场组、200 mV/mm电场组、300 mV/mm电场组细胞乙酰化α-微管蛋白表达量分别为1.63±0.05、2.24±0.08、2.00±0.13,均较模拟电场组的0.95±0.27明显增高( P<0.01);200 mV/mm电场组、300 mV/mm电场组细胞乙酰化α-微管蛋白表达量均较100 mV/mm电场组明显增高( P<0.01);300 mV/mm电场组细胞乙酰化α-微管蛋白表达量较200 mV/mm电场组明显降低( P<0.05)。处理3 h,电场处理组细胞中乙酰化α-微管蛋白的分布较模拟电场组更具有方向性,电场处理组细胞乙酰化α-微管蛋白的表达量较模拟电场组明显增高( t=5.78, P<0.01)。 结论:生物强度电场可促进HaCaT细胞定向迁移,在200 mV/mm电场强度下处理3 h可明显促进微管乙酰化水平。
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编辑人员丨4天前
