大脑皮层形态网络在回和沟之间的差异 引言 人类大脑作为一个互联复杂的网络，可以通过多模式磁共振成像（MRI）技术的虚拟影像进行映射。使用图论的方法分析这一网络，许多研究发现了大脑网络的一些非平凡的拓扑特性，如小世界组织、模块结构和高度连接的枢纽。这些发现提供了有关大脑连接组织原则的重要见解。然而，这些拓扑特性并没有均匀分布在大脑皮层上。例如，小世界组织在左右大脑半球之间存在显著差异。此外，一个更重要的因素，即高度卷曲的皮层折叠模式，也被发现对大脑网络拓扑产生影响。 皮层折叠模式由凸起的回和凹陷的沟组成，这是人类大脑结构最显著的特征之一。结构和功能MRI研究的证据表明，由回构成的大脑网络相比于由沟构成的大脑网络具有更强的连接性和更高的网络效率。尽管已经取得了这些进展，但关于回和沟对从结构MRI...
MRIO: 磁共振成像获取和分析本体 磁共振成像 (MRI) 是一种生物医学成像技术，用于非侵入性地在三维空间中可视化组织的内部结构。MRI 被广泛应用于研究人体大脑的结构和功能，也是临床和研究设置中诊断神经系统疾病的有力工具。然而，如何有效管理和分析 MRI 数据一直是一个具有挑战性的问题。为了应对这一挑战，Alexander Bartnik 等人在他们的研究中开发了名为 MRIO 的磁共振成像获取和分析本体。 研究背景 MRI 技术因其能够非侵入性地获取人体内部图像，因此在临床和研究中得到了广泛应用。临床上，MRI 可用于诊断神经疾病，通过定位和评估病理程度提供治疗指导。而在研究上，MRI 数据可以作为生物标志物，帮助开发个性化的神经疾病治疗方案，并增加对大脑结构、功能和连通性的理解。然...
AI 辅助的基于切片池化的胶质瘤分级影像组学算法 背景介绍 胶质瘤（Glioma）是中枢神经系统中最常见和最具威胁的肿瘤，具有高发病率、高复发率、高死亡率和低治愈率。世界卫生组织（WHO）将胶质瘤分为四级（I、II、III和IV），其中I级和II级被称为低级别胶质瘤（LGG），而III级和IV级被称为高级别胶质瘤（HGG）。高级别胶质瘤是一种更具侵袭性的恶性肿瘤，其预期寿命约为两年。尽管WHO在2016年引入了分子分型，可以排除不敏感的治疗，但胶质瘤的分级仍然是一个重要的诊断标准，因为它决定了治疗方案的选择。 磁共振成像（MRI）是检测和分析胶质瘤的常用成像技术。它是一种无创且快速的方法，同时MRI图像包含了丰富的信息，这些信息仅凭医生的观察很难获取。影像组学（Radiomics）作为人工智...
注意引导的CNN框架用于3D MRI扫描的胶质瘤分割和评级研究 胶质瘤是人类最致命的脑肿瘤形式，及时诊断这些肿瘤是有效肿瘤治疗的重要一步。磁共振成像（MRI）通常提供对脑部病变的无创检查。然而，手动检查MRI扫描中的肿瘤需要大量时间，并且容易出错。因此，自动诊断肿瘤在胶质瘤的临床管理和外科干预中起着至关重要的作用。在这项研究中，我们提出了一个基于卷积神经网络（CNN）的框架，用于从3D MRI扫描中无创分级肿瘤。 背景介绍 胶质瘤是常见且致命的脑肿瘤，根据其侵袭性和恶性程度可以分为四级。低级别肿瘤（I-III级）通常较不具侵袭性且对治疗反应较好。然而，高级别肿瘤（IV级）具有高度侵袭性，例如胶质母细胞瘤，其治疗效果较差，仅有5%的患者能存活5年。 为了使用医疗影像开展胶质瘤的研究，研究者通常...
肿瘤生长数学模型研究——利用纵向磁共振成像探究胶质瘤的扩展 近日发表在《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》上的一篇文章，对胶质瘤（glioma）的数学建模及生长规律进行了系统性研究。该研究由Birkan Tunç、David A. Hormuth II、George Biros和Thomas E. Yankeelov完成，主要通过纵向磁共振成像（MRI）数据评估三种不同数学模型在模拟肿瘤生长以及质量效应（mass effect）中的性能差异。 研究背景 胶质母细胞瘤（glioblastoma multiforme, GBM）是最常见的原发性脑肿瘤，患者预后较差。GBM一个显著的特征是对周围脑组织的严重变形效应，即“质量效应”，目前已有大量...
评估低级别胶质瘤术后生长模型预测价值的研究综述 引言 胶质瘤是一种侵袭性脑肿瘤，其细胞在脑内快速扩散。理解和预测这种扩散的模式和速度可以帮助优化治疗方案。基于扩散-增殖模型的胶质瘤生长模型已经展示出可行性，但在实际临床数据中应用和评估这些模型仍有挑战。为了改进对此问题的评估，本研究提出将肿瘤生长问题视为排序问题，并使用平均精度（Average Precision, AP）作为指标。这一方法无需特定的体积阈值，能够更准确地评估空间模式。 研究来源 该论文由Karin A. van Garderen、Sebastian R. van der Voort、Maarten M. J. Wijnenga等人撰写，作者来自荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯医学中心的放射学和核医学、神经外科、病理和神经学等部门。论文发...
IDH野生型胶质母细胞瘤中脑膜转移的综合分析 在这篇发表于《Neuro-Oncology》期刊的文章中，从2024年起研究团队深入探讨了异柠檬酸脱氢酶（isocitrate dehydrogenase, IDH）野生型胶质母细胞瘤（glioblastoma）患者脑膜转移（leptomeningeal metastases, LM）的发生率、风险因素及预后。这项研究由来自首尔延世大学医学院（Yonsei University College of Medicine）的Yae Won Park等学者、纽约大学格罗斯曼医学院（New York University Grossman School of Medicine）的Rajan Jain等人共同完成。 背景及研究目标 脑膜转移是IDH野生型胶...
通过互相增强的跨模态图像生成与配准方法进行未对齐PAT和MRI图像的无监督融合 背景和研究目的 近年来，光声断层成像（Photoacoustic Tomography, PAT）和磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）作为前沿的生物医学成像技术在临床前研究中广泛应用。PAT能够提供高光学对比度和深层成像，但软组织对比度较差；而MRI具有优异的软组织成像能力，但时间分辨率较低。尽管多模态数据融合方面取得了一定进展，但由于图像未对准和空间失真的问题，PAT和MRI图像融合仍具有挑战性。 为了解决这些问题，本文作者提出了一种称为PAMRFuse的分阶段深度学习框架，重点在于未对准的PAT和MRI图像融合。该框架包括一个多模态到单模态的配准网络，用于准确对准输入...
学术新闻报道：新的MRI技术通过检测光敏血管的局部血流动力学来实现生物荧光成像 学术背景介绍 生物发光探针广泛应用于监测活体动物中生物医学相关的过程和细胞目标。然而，组织对可见光的吸收和散射极大地限制了生物发光检测的深度和分辨率。特别是在大脑中，由于颅骨对光子的阻挡，短波长光的传播受到限制，导致生物发光成像（Bioluminescence Imaging, BLI）的数据通常限制于浅层来源，并且大多是二维投影，缺乏深度信息。 为了克服这些限制，研究人员开发了光声层析成像和其他基于光散射重建的方法，但这些方法需先验知识和独立成像模式的解剖信息的注册。另一种方法是将生物发光输出局部转换为不同类型的信号，以便使用X射线层析成像、超声波或磁共振成像（MRI）等深度组织成像方式进行检测。尽管已经有一些...