内源性大麻素通过细胞外微泡按需释放 学术背景 内源性大麻素（endocannabinoids, ECBs）是一类脂质神经递质，通过激活大麻素受体CB1在大脑功能中发挥关键作用。与经典的神经递质不同，ECBs的储存和释放机制一直未能被完全阐明，这导致了对这些信号如何调控的理解存在重大空白。尤其是2-花生四烯酸甘油（2-arachidonoylglycerol, 2-AG）作为主要的ECB之一，其释放和运输的分子机制尚不明确。此前的研究提出了“按需生产”（on-demand production）模型，认为2-AG在特定刺激下由神经元合成并释放，但这一模型无法完全解释2-AG如何从神经元中释放以及如何跨越细胞膜到达靶细胞。 为了解决这一问题，研究人员开发了一个结合遗传编码荧光传感器、电生理学和数...
基于MEG时间序列的脑龄预测研究 学术背景 随着人类寿命的延长，理解大脑在生命周期中的变化变得越来越重要。大脑的结构和功能会随着年龄的增长而发生显著变化，这些变化不仅影响认知功能，还与多种神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）密切相关。然而，目前对大脑年龄相关变化的理解仍然不完整，尤其是关于脑电活动（如脑磁图，MEG）如何随年龄变化的机制尚不清晰。为了解决这一问题，研究人员通过分析成年人大规模静息态MEG数据，探索了能够有效预测年龄的脑电信号特征。 该研究旨在填补现有研究中的空白，特别是通过时间序列分析技术，识别出能够捕捉大脑年龄相关变化的信号特征。这些发现不仅有助于理解健康老化的机制，还为脑龄预测模型的开发提供了新的思路。 论文来源 该研究由Christina Stier、Elio Balest...
随着全球老龄化问题的加剧，神经退行性疾病（如阿尔茨海默病，Alzheimer’s Disease, AD）的发病率逐年上升。大脑老化（Brain Aging, BA）是神经退行性疾病的重要风险因素之一，但其与生理年龄（Chronological Age, CA）并不完全一致。传统的大脑老化评估方法主要依赖于DNA甲基化时钟，然而，这种方法无法直接反映大脑组织的老化情况，因为血脑屏障（Blood-Brain Barrier）将血液中的细胞与脑细胞分隔开来。因此，如何通过非侵入性手段准确评估大脑老化速度（Pace of Brain Aging, P）成为了一个重要的研究课题。 本研究旨在通过深度学习技术，利用纵向磁共振成像（Longitudinal MRI）数据，开发一种能够量化大脑老化速度的模...
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 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...
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...
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。...
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...
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...