医学领域的磁共振成像革命——2003年诺贝尔生理及医学奖主要工作介绍

在磁场中 ,自旋的原子核会吸收频率与其自旋频率相同的电磁波 ,使自身能量增加 ,发生能级跃迁 ,当原子核迁移回原能级时 ,就会把多余的能量以电磁波的形式释放出来 ,称为核磁共振 (NMR) .磁共振成像(MRI)利用这一原理 ,依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减 ,通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波 ,即可得知构成这一物体原子核的位置和种类 ,据此可以绘制成物体内部的结构图像 .将这种技术用于人体内部结构的成像 ,就产生出一种革命性的医学诊断工具 .快速变化的梯度磁场的应用 ,大大加快了磁共振成像的速度 ,使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实 ,极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展     

MRI的临床应用进展

磁共振成像(magnatic resonance imaging.MRI)是现代影像医学的重要组成部分之一。随着硬件和软件方面的不断改进和发展,MRI日益得到广泛的临床应用。MRI的临床应用主要有五个方面:磁共振水成像、磁共振血管成像、磁共振功能成像、磁共振波谱以及磁共振造影介入技术。MRI可提供病变组织在形态学改变和生理功能方面的信息,因此MRI已成为进行疾病诊断和鉴别诊断的重要工具,亦是介入技术导引的手段。由于MRI具有无创性和信息容量多等点,使其能在生物学医学领域内作深入的研究。MRI将提供生物化学的信息。总之,MRI是现代医学的新领域,代表着影像医学的发展方向。     

MRI的临床应用进展

磁共振成像(magnatic resonance imaging,MRI)是现代影像医学的重要组成部分之一。随着硬件和软件方面的不断改进和发展,MRI日益得到广泛的临床应用。MRI的临床应用主要有五个方面：磁共振水成像、磁共振血管成像、磁共振功能成像、磁共振波谱以及磁共振造影介入技术。MRI可提供病变组织在形态学改变和生理功能方面的信息,因此MRI已成为进行疾病诊断和鉴别诊断的重要工具,亦是介入技术导引的手段。由于MRI具有无创性和信息容量多等点,使其能在生物学医学领域内作深入的研究。MRI将提供生物化学的信息。总之,MRI是现代医学的新领域,代表着影像医学的发展方向。     

脊髓磁共振成像技术：方法与应用

脊髓磁共振成像是将磁共振成像应用于脊髓部分(主要是颈髓)的先进研究技术,在人体感觉、运动等基础科学研究,以及脊髓损伤、脊髓炎、慢性疼痛等疾病的临床应用中均已逐渐得到使用。脊髓磁共振成像的发展相比脑成像而言仍处于起步阶段,这主要受限于目前的磁共振成像技术和数据分析方法。本文以认知神经科学和医学领域的基础研究为主,聚焦于脊髓磁共振成像技术的方法与应用。首先介绍了常用多模态脊髓磁共振成像技术的成像原理、成像方法、测量指标及其应用现状,具体包括脊髓定量磁共振成像(结构成像、弥散成像、波谱成像、髓磷脂水分数成像、磁化转移成像和化学交换饱和转移成像等)和脊髓功能磁共振成像等;其次从噪声控制、数据处理流程优化以及可重复性与可信度三个维度介绍了脊髓磁共振成像在数据分析上所面临的技术挑战以及应对策略;最后对脊髓磁共振成像的应用现状和发展前景进行了总结与展望。     

2003年诺贝尔生理学或医学奖简介

20 0 3年 10月 6日 ,瑞典卡罗琳斯卡医学院诺贝尔医学奖评委会宣布 ,本年度诺贝尔生理学或医学奖授予美国的保罗·C·劳特伯 (Paul C Lauterbur)和英国的皮特·曼斯菲尔德 (Peter Mansfield) ,以表彰他们在核磁共振成像技术 (Magnetic Resonance Imaging,简称MRI)领域的突破性成就。用非介入方法精确绘制人体内器官的立体图像对于医学诊断治疗极为重要。 2 0 0 3年的诺贝尔生理学或医学奖即对核磁共振领域的发现予以表彰。这些发现为现代核磁共振成像 (MRI)技术的问世奠定了基础 ,成为医学诊断和研究的一项重大突破。原子由原子核和电…     

宫颈癌磁共振灌注成像的研究进展

随着医学影像学成像技术的发展,医学影像学逐渐从形态成像向功能成像转变,并广泛应用于临床.磁共振灌注成像(Per-fusion weightedmagnetic resonance imaging,PWI)作为主要功能成像的一种,能在无创条件下准确的评估器官、组织的血流灌注状态.从而评估组织的功能情况,因此具有广阔的临床应用前景.现就宫颈癌磁共振灌注成像的基本原理、扫描技术以及临床应用等方面进行综述.     

超声弹性成像技术在前列腺癌诊断中的应用

超声弹性成像技术是一项新兴的超声成像方法,可通过分析不同组织间机械组织差异区分组织软硬度,早期主要应用于乳腺、甲状腺结节的区分和定性。随着科技的进步和医疗水平的提高,目前弹性成像技术可在二维声像图的基础上,对感兴趣区域进行定性诊断和定量分析,已逐步应用于医学各领域相关研究和临床疾病的鉴别诊断。本文介绍了弹性成像的基本原理和目前弹性成像技术在医学领域中的相关应用,叙述了前列腺癌的发展趋势和目前常用的筛查、诊断方法,详细阐述了弹性成像技术在前列腺癌诊断中的应用方法和现状,分析总结了弹性成像技术在前列腺癌诊断中的应用价值。运用弹性成像技术无创、经济便捷、实时动态、可重复性好等优点,联合前列腺癌相关筛查、诊断检查,可有效帮助早期诊断前列腺癌,减少前列腺穿刺术的针数,提高前列腺癌的检出率。     

观察大脑的秘密

功能磁共振成像(fMRI)是近些年来最受神经科学家宠爱的研究工具。这种技术的历史最早可以追溯到20世纪40年代。当时,科学家首次发现了核磁共振现象(NMRI)——把某些原子的原子核放入磁场     

磁共振造影剂的研究进展

随着磁共振影像技术的快速发展,MRI在医学领域得到广泛应用,已成为目前临床常规影像诊断方法和手段之一.但MRI对信号探测的敏感性较低,因此需要某些介质在靶组织内大量聚集以达到信号扩增的目的,于是磁共振成像对比剂应用而生.磁共振造影剂(对比剂)可以提高成像分辨率,增加正常与病变组织的成像对比度,从而提高磁共振诊断疾病的敏感性和特异性,目前逐日成为众多学者研究关注的焦点之一.超顺磁性氧化铁纳米粒是一种新型的磁共振对比剂,它的有效成份为纳米级的Fe3O4或Fe2O3晶体核心,主要通过缩短组织中成像水质子的弛豫时间从而加快组织弛豫速率,得以提高正常组织和病灶组织的成像信号对比度,对肝、脾、淋巴结病变的成像效果好,安全性高,能够显著提高小病灶的检出,从而达到早期诊断发现疾病的目的.本文主要就磁共振造影剂的原理、分类及研究进展,尤其是超顺磁性氧化铁在肝脏疾病诊断中的应用进行了综述,并且对磁共振造影剂的未来发展趋势进行了展望.     

基于光声和LIBS双模态成像技术在生物医学中的发展现状及趋势

光声成像和激光诱导击穿光谱技术（LIBS）是近些年在成像领域发展非常迅速的两种技术,在医学影像学方面有着巨大的潜力。当激光照射到组织时,组织表面会同时产生光声信号和等离子体,光声信号携带着生物组织内光吸收的特征信息,等离子体特征光谱也可以示踪组织内的元素信息。本文总结了两种技术的研究背景和成像原理,然后,通过对光声成像和LIBS成像模式进行分析,进一步展现了两种技术结合的可能性,并介绍了它们在病理切片成像和组织金属元素示踪等领域的应用。最后,我们对两种技术结合的双模态成像系统进行了深入的探讨和展望,以期其在医学诊断和图像领域发挥重要作用。     

磁共振技术在轻度认知障碍与阿尔茨海默病中的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是当今老年人最常见的一种原发性神经退行性疾病。其主要病理学特征表现为神经元的脱失、神经纤维缠结及老年斑形成。轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)被认为是AD及其他老年痴呆症的前驱阶段,可进一步转化成AD,且MCI与AD有着相似的病理变化。随着MCI和AD患病数的逐年增加,其给患者家属及社会增添了巨大负担,因此,对MCI和AD作出早期诊断变得尤为重要。然而,MCI和AD早期的临床表现并不突出,且实验室检查也缺乏足够的特异性,当临床医生做出明确诊断时,多数患者已处于AD的中晚期。近年来,随着磁共振技术的不断发展,多种磁共振技术已广泛地应用于MCI和AD的研究中,并为MCI及AD的早期诊断提供了重要的影像学依据。本文分别从结构性磁共振(s MRI)、静息态f MRI、磁共振弥散张量成像(DTI)、磁共振波谱成像(MRS)、磁敏感加权成像(SWI)及MRI分子影像几个方面,阐述多种磁共振技术在MCI和AD研究中的进展。     

磁共振扩散加权成像在肺癌中的临床应用

影像学检查在肺癌的诊断和分期中起到了至关重要的作用,目前电子计算机体层成像(CT)和正电子发射断层成像技术以及磁共振成像(MRI)已经被广泛的应用于肺癌的分期和疗效评估。其中MRI不仅能提供形态学信息,近年来发展起来的磁共振功能成像能提供更多的功能信息。磁共振扩散加权成像(Diffusion-weighted imaging,DWI)是最常应用于临床的磁共振功能成像序列。最初主要应用在神经系统,随着磁共振成像序列的不断发展以及软硬件的开发应用,其在腹部和盆腔的应用也日趋广泛,然而胸部DWI成像仍待普及和更多认识。本文就肺部DWI成像在良恶性病变鉴别、恶性肿瘤的筛查、分期、以及治疗疗效评估方面进行综述。     

磁共振成像术的基本原理和基本结构

核磁共振(Magnetic Pesonance)作为一种物理现象,用于物理、化学、生物学和医学领域已有20余年的历史。1973年Lauterbur等人首先报导核磁共振成像的技术。近年来作为医学影像的一部门,发展十分迅速,已在世界范围内得到推广。我国也开展了这方面的工作。为避免与核医学中放射成像混淆,现在将此技术称为磁共振成像术(Magnetic Resonance Imaging,简称MRI)。MRI提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许多成像术,也不同于已有的X线成像术(CT)。所以用电诊断疾病具有很大的潜在优越性,MRI虽与CT有许多不同之处,但也似都属于计算机成像。且所成图像都是体层图像。因此在图像解释上的许     

医学研究生"高通量测序技术"应用能力的培养

高通量测序技术目前已广泛的应用于临床研究领域。与传统测序方式相比,该技术具有通量高、耗时短、成本低等特点。研究生教育中对高通量测序技术的新进展及其在疾病研究、临床诊断等方面的应用方面的介绍较少。培养医学研究生对高通量测序技术的应用能力,可以增强研究生对高通量测序技术的方法、原理、应用范围、数据分析的理解,为医学研究生应用高通量测序技术发现及解决临床问题打下一定的基础。     

多功能磁共振造影剂研究进展

磁共振成像技术因对人体无创、任意方向断层扫描三维图像且分辨率较高、提供形态与功能两方面诊断评价等突出优点,成为了临床上用于疾病诊断的重要手段之一。临床上使用磁共振造影剂可以提高成像的分辨率和灵敏度,提高图像质量,增强对比度和可读性。但是,各种成像技术由于实现原理不同,具有各自的优势和缺陷,靠传统单一的诊断模式无法提供疾病的全面信息,因而在对各种复杂疾病进行诊断时会受到一定的限制。因此,将磁共振成像与其他成像技术如CT成像、超声成像等联合起来使用,则可以达到优势互补的效果,能为疾病的临床诊断提供更快捷精确的信息,同时可将磁共振成像与各种治疗方式结合在一起,即开发基于磁共振成像的诊断治疗一体化试剂,以实现对疾病的即时治疗和实时监控。本文主要介绍了磁共振成像造影剂的原理和种类,并且综述了目前国内外在基于磁共振成像的多功能造影剂/诊疗制剂这一领域的研究进展,最后就未来可能的研究方向进行了展望。     

基于压缩感知理论的光声成像方法研究现状

光声成像是一种新兴的无损生物医学成像方法,因其兼具高灵敏的光学对比度和超声能够对深层组织进行高分辨成像的优点,已经成为当前生物医学成像领域发展最快的技术之一。光声成像的光吸收对比度能够反映生物组织微小的组织病变,与血氧饱和度等多种功能和生理信息紧密相关,目前已被证明在肿瘤血管新生研究、早期癌症检测和心血管疾病诊断等方面有很大的应用潜力。基于超声阵列探测的常规光声计算层析成像系统,数据采集量大,由此导致的较低数据采集和成像速度成为制约该技术临床应用和转化的重要因素。压缩感知理论可以在远低于Nyquist采样定理的欠采样方式下,高质量重建信号,已被广泛用于信号处理和传统的医学图像重建领域。自2009年压缩感知理论被应用于光声成像以来,已有的研究结果表明,该方法为解决目前大区域光声成像的数据采集和成像速度问题提供了一条有效的途径。本文将重点介绍压缩感知理论用于光声成像的基本原理、研究现状、面临的问题和应用前景。     

分子影像技术在转化医学中的应用

基础医学、药物研发和临床医学是三个不同的的领域,因此这些领域的很多生命科学研究成果经常无法及时应用于临床实践。转化医学是以疾病为中心,加速将基础研究的成果用于,临床诊断和治疗中,旨在有效的将三个领域有机结合在一起。分子影像学（molecularimaging,MI）可在活体上、在细胞和分子水平对生物学过程成像并进行定性和定量研究,为转化医学的实现提供了保证。分子影像技术采用无创的医学影像技术使活体状态下组织细胞中的特殊分子生物学特性得以直观揭示,主要用于对疾病早期诊断、疾病分期（分层）、疗效监测、指导疾病的个体化治疗以及新药的研发等领域。本文主要介绍分子影像的技术特点、其在转化医学中发挥的作用以及其在个体化治疗中临床意义进行综述。     

编者按: 脑成像与脑网络

揭示脑的奥秘是人类面临的最大挑战之一。神经元是构成神经系统结构与功能的基本单位。神经元与神经元之间通过突触实现信息交互,并构成神经环路或神经网络。神经环路有局部的,也有跨脑区或长程的,甚至全脑尺度的。神经环路则是脑实现神经信息处理的基本单元。若干神经环路构成脑网络。脑网络研究已经成为脑功能与脑疾病研究领域的热点。 在国家自然科学基金委员会和科技部“973计划”等项目的支持下,我国科学家在这一领域已经开展了卓有成效的工作。2011年第393次香山科学会议“脑网络组及其临床应用的前沿科学问题”曾对此进行过比较深入的研讨。为促进对该领域现状及发展的了解,本期汇集了2篇述评和2篇研究论文,作为脑成像与脑网络专题发表,以飨读者。 利用9.4T功能磁共振成像(fMRI)获得轻度麻醉状态下大鼠静息状态及刺激激活的数据,通过互相关分析构建节点之间的相关系数矩阵并计算相应的网络参数,赖永秀等人报道了大鼠感觉运动系统静息态脑网络的研究成果,发现感觉运动系统在静息态时的脑网络具有小世界属性。 扩散磁共振成像(dMRI)的出现为大脑结构与功能研究提供了全新的检测手段,雷皓等报道了小动物高分辨扩散磁共振成像数据分析方法,为小动物脑dMRI研究提供了统一图像模板与完善的计算方法,对于检测神经纤维微观结构的变化,以及临床诊断,将具有极其重要的意义。 神经环路功能变化的实时在体监测是研究脑网络不可或缺的手段,曾绍群等评述了基于声光偏转器的快速无惯性随机扫描双光子显微成像技术的研究进展及发展趋势,指出该技术的进一步发展将为神经活动观测提供一种全新的方法,从而极大地推动脑科学研究的发展。 针对哺乳动物全脑的神经元网络成像,龚辉等从空间分辨率、探测范围、数据配准和成像速度等方面评述了光学显微水平全脑成像方法的研究进展,并讨论所面临的挑战。他们指出,要在全脑尺度获取突起水平分辨率的结构与功能数据,光学成像方法最为成熟。华中科技大学研制的MOST系统,率先获得了一系列高分辨率的完整大脑解剖数据集,该成果将在神经元网络的构建和脑功能与疾病研究中发挥重要作用。 我们期待更多、更好的有关脑成像与脑网络的论文发表,以更广泛和深入地促进我国脑科学研究领域的学术交流。     

分子影像技术在转化医学中的应用*

摘要：基础医学、药物研发和临床医学是三个不同的的领域,因此这些领域的很多生命科学研究成果经常无法及时应用于临床实 践。转化医学是以疾病为中心,加速将基础研究的成果用于临床诊断和治疗中,旨在有效的将三个领域有机结合在一起。分子影 像学(molecular imaging, MI) 可在活体上、在细胞和分子水平对生物学过程成像并进行定性和定量研究,为转化医学的实现提供 了保证。分子影像技术采用无创的医学影像技术使活体状态下组织细胞中的特殊分子生物学特性得以直观揭示,主要用于对疾 病早期诊断、疾病分期（分层）、疗效监测、指导疾病的个体化治疗以及新药的研发等领域。本文主要介绍分子影像的技术特点、其 在转化医学中发挥的作用以及其在个体化治疗中临床意义进行综述。     

纳米酶在肿瘤催化诊疗方面的应用（英文）

作为一个特殊的交叉学科前沿,纳米酶在近几年来引起了科学界的广泛关注.自2007年首次发现四氧化三铁纳米材料具有类似辣根过氧化物酶的催化特性以来,纳米酶的研究迅速兴起.纳米酶在纳米尺度的特殊理化性质赋予它们优越的催化性能,以应用于各方面,例如癌症的诊断和治疗.本文重点介绍近年来催化化学的发展所促进的纳米医学在肿瘤诊疗方面的应用,以及纳米酶的研究现状和未来的展望.通过合理地将催化化学与临床纳米诊疗医学相结合,这些新型的纳米酶及其在肿瘤成像和治疗方面优越的催化性能,将会极大地促进纳米医学新子学科的产生.