摘要：超低场磁共振成像(ULF-MRI)设备具有成本低、质量轻、体积小等优点,在特殊领域的应用需求越来越大,如移动磁共振成像救护车、床旁监护、偏远地区等。但由于其磁场强度低,导致信噪比也较低,图像分辨率差,因此提升信噪比对促进ULF-MRI技术的发展具有重要意义。该文基于低频表面超材料的特性,提出一种电感-电容谐振阵列,用来提升ULF-MRI的信噪比。首先,建立了等效电路模型来评估磁场增强效果;其次,利用部分元等效电路法计算射频线圈的等效电阻和信噪比,根据成像要求设计优化谐振线圈结构,并提出考虑谐振耦合的匹配方法和线圈阵列的解耦方法。最后,利用自主研发的54.6 mT的ULF-MRI系统(工作频率:2.32 MHz)进行成像实验,图像信噪比得到显著提高。

摘要：磁共振成像设备中,磁体系统属于重要结构,而磁场的均匀性与稳定性,是磁体系统成像质量高低的2个重要影响因素。该文以0.35 T永磁体作为研究对象,以单贴片矫正磁场矩阵数学模型为基础,完成匀场半径规划,采取逐渐叠加增补的规划方式,并对比分析匀场前后磁体的均匀性。之后,设计用于检测磁共振主磁场均匀性的探测器,并采取计算机仿真方法,对比分析不同测点的检测结果,最终证实匀场设计的高效性,由于新检测方法能够连续性获取磁场平面均匀度,检测结果较为精准与可靠。

摘要：前列腺癌(prostate cancer,PCa)是全球男性中患病最多、致死率第二高的癌症。PCa神经微环境与肿瘤进展、手术根治程度及术后复发密切相关,但具体机制尚不明确。神经微环境中的神经密度(neural density,ND)、神经周围侵袭(perineural invasion,PNI)以及神经内分泌特征(neuroendocrine features,NEF)与TMPRSS2 ERG基因、单胺氧化酶A(monoamine oxidase A,MAOA)、核因子κB,神经营养因子以及神经肽Y(neuropeptide Y,NPY)等的表达密切相关。挖掘与该基因组学及蛋白组学相关的影像标志物可以早期识别PCa神经微环境从而影响临床诊疗方案。基于多参数磁共振成像(multiparameter magnetic resonance imaging,mp-MRI)影像组学特征可以识别PNI及NEF的潜在影像标志物。基于磁粒子成像技术(magnetic particle imaging,MPI)、深度神经网络(deep neural network,DNN)图像分类模型可以进行神经可视化。新兴神经影像技术弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、扩散频谱成像(diffusion spectrum imaging,DSI)、神经突定向扩散与密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging,NODDI)以及基于吩噁嗪的近红外荧光团的设计合成与神经成像技术,在显示及预测ND、PNI、NEF也蕴含着独特的价值。本文就PCa患者神经微环境潜在影像标志物的研究现状进行综述,以进一步揭示PCa神经微环境的神经生理机制,为后续诊疗过程及改善患者预后提供影像学依据。

摘要：目的探究冠心病伴抑郁(coronary heart disease with depression,CHDD)患者脑结构磁共振成像(structure magnetic resonance imaging,sMRI)特点,并分析其与情绪、认知能力的相关性。材料与方法采用病例对照设计,共纳入22例CHDD患者,44例冠心病不伴抑郁(coronary heart disease without depression,CHD-nD)患者,以及30例健康对照(healthy control,HC)组。所有受试者的T1加权图像均通过MR脑结构分割辅助分析系统进行数据处理,并利用SPSS 26.0软件进行统计分析。首先对所有数据进行正态性检验。对符合正态分布的数据,使用One-way ANOVA进行三组间比较,并通过最小显著差异检验(least significant difference test,LSD)进行事后组间的比较。对于非正态分布数据进行Kruskal Wallis H非参数检验,并使用Mann-Whitney U检验进行事后比较,同时应用Bonferroni校正以控制多重比较的误差。此外,采用相关性分析来探究脑结构变化与情绪认知评分的相关性。结果(1)与HC组相比,CHDD组患者在右侧额中回前部、颞下回、枕外侧回皮层曲率显著降低(P<0.05),在左侧颞上回坡部的皮层表面积显著增加(P<0.05)。(2)与HC组相比,CHD-nD患者在胼胝体后部体积显著增加,在左侧后扣带回、左侧盖部、右侧中央旁小叶、左侧海马下托、左侧海马伞的全脑体积占比以及左侧内嗅皮质的皮层曲率均显著降低(P均<0.05)。(3)与HC组相比,CHDD组、CHD-nD组在双侧眶额叶内侧部、左侧楔叶的全脑体积占比及右侧中央前回皮层曲率均显著降低,在右侧海马裂的体积均显著增高(P<0.05)。(4)相关性分析的结果显示,汉密尔顿抑郁量表(Hamilton Depression Scale,HAMD)评分与左侧眶额叶内侧部全脑体积占比(r=−0.228,P=0.025)、右侧中央前回(r=−0.239,P=0.019)及右侧枕外侧回皮层曲率(r=−0.256,P=0.012)呈负相关,与左侧颞上回坡部皮层表面积呈正相关(r=0.254,P=0.013);蒙特利尔认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)评分与左侧眶额叶内侧部全脑体积占比呈正相关(r=0.342,P=0.007)。结论CHDD患者在前额叶(额中回前部和中央前回)、颞叶(颞下回和颞上回坡部)、枕叶(枕外侧回和楔叶),以及海马裂的结构异常可能是CHDD患者的神经解剖基础,这些脑区与患者的情绪、认知障碍有关。

摘要：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。

摘要：针对脊柱磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)结构复杂,存在多余组织、噪声及伪像的问题,本研究设计了一种联合自适应核和Transformer的脊柱MRI实例多类别分割网络。以Swin Transformer作为骨干网络,通过引入稠密连接模块减少前向通道的信息丢失,以更好地捕获图像中的细节和局部信息。同时,为进一步捕获复杂空间的多尺度特征,采取自注意力核选择的方式构建跨尺度稠密连接,使模型在训练过程中能自适应学习到合适的卷积核尺寸,提高模型对不同尺度信息的感知能力,提高分割性能。通过在215例受试者的T2加权MRI图像2D切片上进行验证,实验结果显示,该算法的平均交并比(mean intersection over union,mIoU)、平均召回率(mean recall rate,mRecall)和平均骰子系数(mean dice coefficient,mDice)分别为82.63%、89.37%和88.85%。结果表明,本研究算法的分割性能较好,可实现脊柱MRI中椎体及椎间盘的精准分割,为临床医生提供辅助诊断工具。

摘要：小动物磁共振成像(MRI)技术是利用磁共振仪器进行生物组织成像的一种技术。能够实现活体成像,具有无创、无辐射、快速等优点。由于MRI设备昂贵目前还不是临床医院应用的主流,但小动物MRI技术作为一种重要的手段应用于基础医学和药物开发研究。文章通过分析小动物MRI影像学实验课程教学现状,结合当前计算机信息技术发展以及实验教学改革要求进行讨论与分析,探索小动物MRI影像学实验课程改革思路,并对小动物MRI影像学实验课程内容体系优化和考核方式改革提出一些建议。

摘要：磁共振成像(MRI)是目前最先进的医学影像技术之一。动物磁共振成像以动物为研究对象,广泛用于生命科学研究、医学研究及药物机理研究。为了发展小型化、低成本的动物磁共振成像系统,该文采用传导冷却技术研制了一台3 T动物磁共振成像超导磁体。采用线性规划和非线性规划相结合的方法设计了一种主动屏蔽型磁体结构,其包含同轴排列的6个主线圈和2个屏蔽线圈。研究一种包含了分段和失超传播加速策略的被动失超保护方法保护超导磁体免于意外失超造成的损害。低温系统使用一台双极G-M制冷机直接将超导磁体从室温冷却到工作温度,无需液氦。超导磁体在直径φ180 mm的球形区域(DSV)产生高均匀度磁场用于成像。实验结果显示,超导磁体经历5次失超后被励磁到3.001 3 T,经测量φ180 mm的DSV磁场峰-峰值不均匀度(H_(p2p))约为1.33×10^(-2)%。该文详细介绍了超导磁体的电磁设计、应力分析、失超保护设计,低温设计、建造及测试结果。

摘要：随着教育数字化的加快推进,数字化资源及其应用平台搭建日益受到重视。针对磁共振教学培训中存在的难题,基于数字孪生五维模型概念,构建磁共振成像设备数字孪生五维模型框架。提出一种基于机理模型的建模仿真方法。使用物理实体获取多维物理数据完成数字人建模,提出虚拟采集和图像重建方法生成图像,并利用融合数据进行迭代优化,实现了检查前准备、线圈选择、体位摆位、参数设置、图像处理等全流程三维可视化操作。基于自旋回波、梯度回波和平面回波成像序列开展了应用验证,在实时数据驱动下,仿真结果与实体设备运行结果相一致,满足了教学培训和辅助设计需求,为规模化教学的个性化学习和智能自适应学习提供了资源保障。

摘要：移动式轻量化的磁共振成像系统可部署于重症监护室、救护车等特殊场合,使床旁脑卒中监护成像、救护车上移动脑卒中成像成为可能。相比于中高场系统,超低场磁共振成像设备采用轻量化的永磁体设计,结构紧凑,方便移动,但在没有电磁屏蔽房的情况下其图像质量极易受外部电磁干扰噪声的影响且硬件设计上还存在诸多关键技术问题有待解决。本文从系统硬件设计及环境电磁干扰消除两个方面展开研究,研发了50 mT移动式无屏蔽磁共振成像系统样机,从磁体的永磁结构、梯度和射频线圈系统以及电磁噪声消除算法等方面进行了系统研究,最终获得了高质量的人脑图像,为超低场磁共振成像技术的临床应用打下了基础。