利用定制化组织概率图和模板提升特发性正常压力脑积水患者的脑部图像分析准确性 学术背景 特发性正常压力脑积水（Idiopathic Normal Pressure Hydrocephalus, iNPH）是一种常见的神经系统疾病，主要表现为步态障碍、认知功能下降和尿失禁。iNPH的神经影像学特征之一是“不成比例扩大的蛛网膜下腔脑积水”（Disproportionately Enlarged Subarachnoid Space Hydrocephalus, DESH），即脑室和外侧裂的显著扩张，同时伴有上凸面脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）空间的狭窄。这些形态学变化使得iNPH患者的脑部图像在统计分析和分割时面临巨大挑战，尤其是在使用传统的统计参数映射软件（如SPM1...
脑脊液流动与脑皮质BOLD信号耦合研究的新方法 学术背景 近年来，脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）在脑内废物清除中的作用引起了广泛关注。传统上，CSF被认为主要起到缓冲和免疫监视的作用，但越来越多的研究表明，CSF通过血管周围空间的流动可能在清除脑内有害物质方面发挥重要作用。然而，CSF流动的驱动机制仍存在争议。一些研究提出，大振幅的血管运动（如神经元活动、自然发生的血管舒缩或呼吸诱导的血管扩张）可能是驱动CSF流动的关键因素。 为了更好地理解CSF流动与脑皮质血氧水平依赖（Blood Oxygen Level Dependent, BOLD）信号之间的耦合关系，研究人员开发了一种新的磁共振成像（MRI）技术，结合了实时相位对比（Phase Contrast, PC...
脉络丛老化与脑脊液动态变化的研究 背景介绍 脉络丛（Choroid Plexus, CHP）是位于脑室内的一个高度血管化的结构，主要负责脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）的产生和代谢废物的清除。它在维持神经流体稳态和认知功能中起着至关重要的作用。随着年龄的增长，脉络丛的体积会增大，这种现象在正常衰老和神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）中尤为明显。尽管脉络丛在血-脑脊液屏障（Blood-CSF Barrier, BCSFB）中扮演着关键角色，但关于其随年龄变化的灌注和微结构的研究仍然有限。 为了更好地理解脉络丛在衰老过程中的变化及其对脑脊液动态的影响，研究人员利用人类连接组计划（Human Connectome Project, HCP）的老化数据集，对641名健康个体进...
脑脊液通过颈淋巴管排出的数值模拟研究 背景介绍 脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）是围绕大脑和脊髓流动的透明液体，其主要功能是为中枢神经系统提供物理保护、营养供应以及代谢废物的清除。近年来，越来越多的研究表明，脑脊液的排出不仅通过传统的蛛网膜颗粒吸收，还通过颅底的筛板进入鼻咽部淋巴管，最终到达颈淋巴管（Cervical Lymphatic Vessels, CLVs）。这一排出途径的异常与多种神经系统疾病（如创伤性脑损伤、神经退行性疾病等）密切相关。然而，由于颈淋巴管的解剖结构和物理特性尚未完全明确，脑脊液通过颈淋巴管排出的机制仍存在许多未解之谜。 为了深入理解这一过程，研究人员开发了一种数值模型，模拟脑脊液从筛板到颈淋巴管的排出过程。这项研究不仅为脑脊液排出的生理机...
自动化体外模型在脑积水研究中的应用 背景介绍 脑积水（Hydrocephalus）是一种由于脑室内脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）积聚引起的神经系统疾病，若不及时治疗，可能导致严重的并发症和永久性脑损伤。据统计，每500名新生儿中就有1人患有脑积水。尽管过去60年中有大量努力改进脑积水的治疗方法，但脑室分流管（shunt）的失败率仍然居高不下，50%的分流管在两年内失效，85%在十年内失效。分流管失效的主要原因是导管阻塞，导致患者需要多次手术修复，这不仅增加了患者的痛苦，还带来了巨大的医疗成本。美国每年因脑积水治疗的费用高达20亿美元。 然而，目前缺乏一个能够模拟临床相关参数的长期体外模型，这限制了基于假设的研究，进而阻碍了对分流管阻塞机制的深入理解。为了解决这一问...
脑脊液流动动力学及其在药物输送中的应用研究 背景介绍 脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）在人类脊髓腔中扮演着至关重要的角色，负责运输溶解的营养物质和废物。由于其脉动性，CSF的流动受到心脏和呼吸周期的影响。近年来，随着对中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）疾病治疗需求的增加，如何优化鞘内（Intrathecal, IT）药物输送成为了研究热点。鞘内注射通过利用CSF的流体动力学特性，能够将治疗分子直接输送到中枢神经系统，从而提高治疗效果。 然而，现有的计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）模型大多基于个体或小群体，由于脊髓腔几何形状的显著变异性，这些研究结果可能无法推广到更广泛的人群。因此...
社区居住老年人中脉络丛体积与认知功能的关系研究 学术背景 随着全球老龄化问题的加剧，痴呆症患者的数量逐年增加。早期识别认知功能下降的老年人并引导他们采取预防和治疗措施变得尤为重要。然而，目前针对老年人认知障碍的预防或疾病修饰疗法仍然有限，因此需要更深入地了解老年人认知障碍的病理生理机制。以往的研究主要集中在脑实质与认知功能的关系上，而对颅内其他结构（如脉络丛）与认知功能的关系研究较少。 脉络丛（Choroid Plexus, CP）是位于脑室系统中的一种富含血管的结构，主要负责脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）的产生、神经发生、代谢废物的清除、神经炎症调节等功能。近年来，越来越多的证据表明，脉络丛与阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）的病理生...
脑内皮通透性、运输和流动的评估研究 背景介绍 血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是保护大脑免受有害物质侵害的重要屏障，同时也是药物进入大脑的关键障碍。BBB的通透性和运输特性直接影响药物的脑内分布，尤其是中枢神经系统（CNS）药物的疗效。然而，BBB的高通透性药物（如脂溶性药物）的测量一直是一个技术难题，因为传统的脑血流测量方法在高通透性药物的情况下难以准确评估其通透性。为了解决这一问题，研究者们开发了新的实验方法，旨在突破传统方法的限制，直接测量高通透性药物的BBB通透性。 本研究由Quentin R. Smith等人主导，旨在通过原位脑灌注技术（in situ brain perfusion technique）测量高脂溶性药物的BBB通透性，并验证其与药物脂溶...
Nrf2在维持血脑屏障完整性中的作用 学术背景 血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是中枢神经系统（Central Nervous System, CNS）与周围血液循环之间的重要屏障，由内皮细胞、周细胞、平滑肌细胞、星形胶质细胞和神经元组成。BBB的主要功能是选择性控制小分子、代谢物和细胞的通过，维持脑内环境的稳态，同时保护大脑免受病原体、炎症、损伤和疾病的侵害。BBB的完整性对于预防多种神经系统疾病至关重要，而其功能障碍与神经退行性疾病、中风、创伤性脑损伤等疾病密切相关。 近年来，研究发现氧化应激和炎症是导致BBB功能障碍的主要因素。Nrf2（Nuclear factor erythroid-related factor 2）是细胞抗氧化和抗炎反应的主要调节因子，...
阿尔茨海默病小鼠模型中血脑脊液屏障功能的非侵入性MRI研究 学术背景 阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是一种常见的神经退行性疾病，其主要特征包括β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块和神经纤维缠结的积累。近年来，越来越多的研究表明，血脑脊液屏障（Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier, BCSFB）在AD的病理过程中扮演了重要角色。BCSFB主要由脉络丛（Choroid Plexus, CP）构成，负责脑脊液（Cerebrospinal Fluid, CSF）的产生和清除。BCSFB功能障碍可能导致毒性蛋白的积累，从而加速AD的进展。然而，由于缺乏非侵入性的检测手段，BCSFB在AD中的动态变化尚未得到充分研究。 为了解决这一问题，研究人员利用动...