C9orf72 ALS/FTD患者前额叶皮层中PTDP-43水平与细胞类型特异性分子变化的相关性

PTDP-43水平与C9orf72 ALS/FTD患者前额叶皮层细胞特异性分子变化的相关性 背景介绍 肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS)和额颞叶痴呆(Frontotemporal Dementia, FTD)是两种进行性神经退行性疾病,它们的共同特征是中枢神经系统(CNS)中特定神经元群体的丧失。尽管这两种疾病在症状上有所不同,但它们有着共同的遗传和神经病理学特征,尤其是C9orf72基因中的G4C2六核苷酸重复扩展突变,被认为是ALS和FTD最常见的遗传原因。 ALS主要表现为运动神经元的退化,导致肌肉无力和呼吸衰竭,而FTD则表现为额叶和颞叶皮层的退化,导致认知功能逐渐下降。在这两种疾病中,TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)的...

增强被动空化成像:使用P次根压缩延迟、求和及积分波束形成的体外和体内研究

pth根压缩延迟求和积分波束成形在被动空化成像中的应用研究 学术背景 被动空化成像(Passive Cavitation Imaging, PCI)是一种用于监测超声治疗中气泡活动的技术,广泛应用于药物输送、组织消融(如组织粉碎术,Histotripsy)等治疗场景中。然而,现有的PCI技术存在轴向分辨率低、旁瓣伪影显著等问题,尤其是在使用延迟求和积分(Delay, Sum and Integrate, DSI)波束成形算法时。为了提高PCI的性能,研究人员一直在探索新的算法,以在不显著增加计算复杂性的情况下改善成像质量。 本研究旨在评估一种基于pth根压缩的延迟求和积分(pth Root Compression Delay, Sum and Integrate, PRDSI)波束成形算法在...

组织电穿孔建模:脉冲间电场方向变化及IRE后区域电导率增加的影响

组织电穿孔建模研究 背景介绍 电穿孔(Electroporation)是一种在细胞膜暴露于短时电脉冲时发生的现象,能够增加细胞膜对离子和大分子的通透性。根据电脉冲对细胞膜的影响,电穿孔可分为可逆电穿孔(Reversible Electroporation, RE)和不可逆电穿孔(Irreversible Electroporation, IRE)。IRE是一种非热组织消融技术,通过电极施加高电压脉冲诱导细胞凋亡,广泛应用于肿瘤治疗。然而,传统的IRE模拟模型未能充分考虑电脉冲间电场方向变化及IRE区域电导率增加对消融效果的影响。为了解决这一问题,研究者提出了一种改进的数值模型,旨在更准确地预测肿瘤消融区域,提升临床治疗计划的精确性。 论文来源 本论文由Fei Guo、Xinghe Gou和C...

轻量化3.0 T无液氦MRI系统的设计与测试

轻量化3.0 T无液氦MRI系统的设计与测试 学术背景 磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)作为一种非侵入性、无辐射的成像技术,已广泛应用于医学诊断和科学研究中。特别是在小动物研究和材料分析领域,高场强MRI系统能够提供更高的空间分辨率和更丰富的组织对比度,从而为科研人员提供更为精确的成像数据。然而,传统的3.0 T MRI系统依赖于液氦冷却的超导磁体,不仅成本高昂,且液氦的消耗和维护带来了巨大的经济负担和环境影响。此外,传统MRI系统的体积庞大,安装和运行需要较大的空间,限制了其在实验室和小型研究机构中的应用。 为了解决这些问题,近年来无液氦(cryogen-free)超导磁体技术逐渐成为研究热点。这种技术通过高效的传导冷却路径和机械减振技术,消除了...

基于超声背向散射的兔肌腱病愈合模型弹性与力学特性定量评估

超声波背向散射技术在肌腱定量表征中的应用 学术背景 肌腱病(tendinopathy)是一种常见的肌肉骨骼系统疾病,其特点是肌腱的微结构、组成和细胞组织发生改变,导致疼痛和功能下降。肌腱病通常由过度使用引发,可能伴随血管增生、炎症、胶原纤维紊乱等多种病理变化。虽然肌腱病的早期诊断至关重要,但现有的诊断方法主要依赖于医生的经验,缺乏定量、客观的评估手段。超声波成像技术在肌腱病的诊断中已有应用,但其依赖医生的主观判断,无法提供定量数据。因此,开发一种非侵入性、定量的诊断方法对于肌腱病的早期诊断和治疗具有重要意义。 超声波背向散射技术(ultrasound backscatter technique)是一种基于超声波信号分析的定量方法,已广泛应用于骨骼、心肌等组织的表征。研究表明,超声波背向散射参...

基于智能手机运动捕捉的卒中患者骨盆与下肢协调分析

智能手机视频捕捉技术分析脑卒中患者骨盆与下肢协调性研究 学术背景 脑卒中(stroke)是全球范围内发病率、致残率和死亡率最高的疾病之一,每年新增病例高达1500万。其中,20%-30%的脑卒中患者会发展为偏瘫步态(hemiplegic gait),这是脑卒中后最严重的功能障碍之一。偏瘫步态不仅影响患者的行走能力,还增加了跌倒风险,严重损害患者的生活质量。传统的步态分析通常关注下肢的时空参数(spatiotemporal parameters)和关节运动学(joint kinematics),但这些离散参数往往无法全面揭示脑卒中患者步态异常的机制。骨盆与下肢的协调性(intersegment coordination)在维持步态稳定性、平衡性和推进力方面起着关键作用,然而,相关研究仍然较少。...

被动波束成形超表面用于微波诱导热声成像

微波诱导热声成像中的被动波束成形超表面研究 学术背景 微波诱导热声成像(Microwave-Induced Thermoacoustic Imaging, MTAI)是一种新兴的医学成像技术,结合了微波和超声成像的优点。它通过微波脉冲照射生物组织,组织吸收电磁能量后产生热膨胀,进而生成超声波(即热声信号),这些信号携带了组织内部的形态和功能信息。MTAI具有无创、高分辨率、深穿透和高对比度等优点,因此在乳腺癌筛查、脑部成像、关节成像等领域得到了广泛应用。然而,随着成像深度的增加,微波能量的衰减导致热声信号的信噪比(SNR)和对比度显著降低,限制了其在深层组织中的应用。 为了解决这一问题,研究者们提出了多种方法,如使用高功率微波源、多天线耦合等,但这些方法存在生物安全性问题、电路设计复杂、成本...

基于渐进式FastICA剥离法的在线表面肌电分解的双源验证

在线表面肌电信号分解的两源验证研究 学术背景 表面肌电信号(Surface Electromyogram, SEMG)是肌肉活动的重要表征,广泛应用于运动康复、机器人控制和人机交互等领域。然而,SEMG信号由于其低信噪比、高相似性和严重叠加的波形特征,分解难度较大。近年来,随着电子和传感技术的发展,高密度表面肌电信号(High-Density SEMG, HD SEMG)的采集成为可能,盲源分离技术(Blind Source Separation, BSS)如卷积核补偿(Convolution Kernel Compensation, CKC)和渐进式快速独立成分分析剥离(Progressive FastICA Peel-Off, PFP)等方法在SEMG分解中取得了显著进展。然而,现有的在...

心脏介入手术中的路径规划模仿学习

模仿学习在心脏经皮介入手术路径规划中的应用 学术背景 心脏瓣膜疾病,尤其是二尖瓣反流(mitral regurgitation, MR),是全球范围内第三大常见的心脏瓣膜疾病,尤其在老年人群中发病率较高。二尖瓣反流的特征是二尖瓣在收缩期无法完全闭合,导致血液从左心室倒流回左心房,如果不及时治疗,可能导致心力衰竭等严重并发症。传统的开胸手术虽然有效,但对患者的创伤较大,恢复时间较长。近年来,微创经皮介入手术(如经导管二尖瓣修复术,TEER)因其创伤小、恢复快等优势,逐渐成为替代传统手术的选择。然而,这类手术对操作者的手眼协调能力要求极高,学习曲线陡峭,且手术通常只能在配备专业设备的中心进行,限制了其普及。 为了应对这些挑战,研究者们开始探索如何通过自动化技术来优化这些手术,特别是如何为机器人操...

基于互信息的虚拟现实存在感神经生理特征研究

虚拟现实中的存在感:神经生理学标记的探索与验证 背景介绍 近年来,虚拟现实(Virtual Reality, VR)技术在医学、训练和康复等领域得到了广泛应用。VR的核心在于用户的“存在感”(Sense of Presence),即用户在虚拟环境中感受到的“身临其境”的体验。然而,目前对于存在感的评估主要依赖于主观问卷,如ITC-SOPI(ITC-Sense of Presence Inventory)和SUS(Slater-Usoh-Steed)问卷。这些方法存在主观偏差,且难以捕捉用户的无意识反应。因此,开发一种基于神经生理信号的客观评估方法成为研究的迫切需求。 本研究的目的是通过多模态生理信号(如脑电图EEG、心电图ECG和皮肤电活动EDA)来识别与VR环境中存在感相关的神经生理标记,...