功能神经影像学【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

功能神经影像学PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一篇功能影像学技术1

第一章磁共振成像基本原理1

第一节磁共振的物理原理1

一、核自旋与磁矩1

二、核进动与频率2

三、核磁共振现象3

四、弛豫过程与自由感应衰减信号接收3

第二节磁共振成像技术5

一、磁共振成像重建6

二、磁共振信号的分类与采集7

三、磁共振成像系统的组成10

参考文献11

第二章磁共振弥散成像和灌注成像13

第一节磁共振弥散成像13

一、基本原理13

二、受限弥散和弥散的各向异性13

三、弥散的测量13

四、成像技术14

五、临床应用14

第二节磁共振灌注成像16

一、基本原理16

二、成像技术16

三、参数计算17

四、正常成人的脑血流灌注值19

五、临床应用19

参考文献23

第三章磁共振弥散张量成像25

第一节弥散张量成像发展简史25

第二节弥散张量成像的基本原理26

第三节神经纤维结构模型28

第四节弥散张量彩色各向异性图28

第五节弥散张量成像的临床应用30

参考文献31

第四章磁共振BOLD功能成像33

第一节概述33

第二节BOLD脑功能成像机制34

一、血氧水平对磁共振信号强度的影响34

二、脑血流、脑血容积及脑耗氧速率对血氧水平的影响35

三、脑功能活动对脑新陈代谢及脑血液动力学的影响36

四、血管内与血管外的BOLD效应36

第三节磁共振脑功能成像的方法学40

第四节磁共振脑功能成像应用研究43

一、人脑高级神经活动研究43

二、人脑神经活动的时间和空间特异性研究43

三、在康复医学中的应用43

四、在外科手术中的应用44

小结44

参考文献44

第五章脑功能磁共振成像的实验设计46

第一节引言46

第二节实验设计的基本原则46

第三节设计一个好的实验假说48

一、fMRI数据的相互关联49

二、干扰因素49

第四节功能磁共振成像实验设计的良好实践51

第五节组块设计52

一、建立组块设计53

二、功能磁共振成像的激活基线54

三、组块设计的优缺点57

第六节事件相关设计59

一、引言59

二、事件相关fMRI的原则60

三、有效的fMRI实验设计63

四、事件相关设计的优点66

第七节混合设计67

第八节小结68

参考文献69

第六章清醒恒河猴脑功能磁共振成像71

第一节引言71

一、发展过程71

二、清醒猴fMRI研究的必要性71

三、清醒猴fMRI研究的主要技术问题71

第二节主要设备72

一、灵长类动物椅子72

二、头动限制装备73

第三节训练恒河猴适应MRI环境74

一、动物训练74

二、使恒河猴适应MRI环境74

第四节实验准备和安全性75

小结76

参考文献76

第七章静息态磁共振功能成像77

第一节引言77

第二节静息态及其BOLD信号77

第三节静息态下的脑默认网络78

第四节静息态功能磁共振处理方法简介80

一、功能分化80

二、功能整合81

第五节静息态脑功能连接与解剖连接的关系82

第六节结论及展望83

参考文献84

第八章光遗传磁共振功能成像86

第一节引言86

第二节光遗传学简介86

第三节光遗传磁共振功能成像技术88

参考文献89

第九章活体磁共振波谱技术91

第一节核磁共振发展简史91

一、核磁共振的技术发展91

二、核磁共振的广泛应用92

第二节核磁共振基本原理93

一、自旋核的物理特性93

二、核磁共振理论体系93

三、磁共振波谱95

四、脉冲序列96

五、核磁共振操作技术及注意事项97

第三节活体磁共振波谱实验方法98

一、活体磁共振波谱98

二、活体核磁共振定域技术99

三、活体磁共振波谱的实验研究101

第四节活体磁共振波谱技术的应用105

一、细胞内pH的测定105

二、细胞内游离钙的测定106

三、细胞内游离钠的测定107

结束语108

参考文献108

第十章正电子发射计算机断层显像111

第一节PET与PET成像原理111

一、PET112

二、PET放射性药物113

三、PET显像工作程序116

四、PET技术的特点120

第二节脑PET显像的临床应用122

一、正常脑18F-FDGPET图像122

二、脑疾病的PET诊断123

第三节PET与脑功能研究129

一、脑激活实验129

二、行为学与心理学129

三、脑其他高级功能131

四、智能研究131

第四节PET与其他脑临床检查技术的比较133

一、CT的优势与不足133

二、MRI的优势与不足133

三、DSA优势与不足133

四、脑电图（EEG）的优势与不足133

五、诱发电位（EP）的优势与不足133

六、神经心理学检查的优势与不足134

七、SPECT的优势与不足134

八、PET的优势与不足134

第五节脑PET显像展望135

一、示踪剂开发135

二、扩大现有的应用范围136

三、改进显像与分析技术136

四、开辟生物学领域新阵地137

五、参与药学的创新与开发138

参考文献139

第十一章单光子发射计算机断层显像140

第一节脑血流灌注显像140

一、原理140

二、显像剂140

三、显像方法141

四、正常和变异影像142

五、异常影像142

六、临床应用143

第二节脑血流灌注显像介入试验146

一、基础及基本原理146

二、必备条件146

三、检查程序146

四、定量或半定量试验的方法147

五、具体方法147

六、临床意义149

第三节脑受体显像151

一、原理151

二、显像剂151

三、显像方法151

四、脑受体显像的临床应用151

第四节血脑屏障功能显像152

一、原理及方法152

二、正常影像152

三、临床应用153

第五节脑肿瘤显像153

一、脑肿瘤的血供153

二、脑肿瘤阳性显像153

三、脑肿瘤的放射免疫显像154

四、脑肿瘤的受体显像154

参考文献154

第十二章脑功能光学成像156

第一节内源光信号成像156

一、成像原理与方法156

二、研究现状158

三、应用举例160

第二节利用激光散斑成像技术监测脑血流166

一、基本原理166

二、应用举例167

参考文献171

第十三章脑CT灌注成像175

第一节概述175

第二节脑的血液供应175

第三节MSCT行脑CT灌注成像的原理与优势176

一、CT灌注成像的原理176

二、MSCT行脑CT灌注成像的优势176

第四节脑CT灌注成像技术方法176

第五节CT灌注成像在诊断急性缺血性脑血管病中的应用177

一、MSCT行脑CT灌注成像的可行性177

二、脑CT灌注成像评价急性缺血性脑血管病177

第六节CT灌注成像与其他灌注成像方法的比较184

结论185

参考文献185

第十四章脑磁图187

第一节脑磁图发展简史187

第二节脑磁图测量的主要设备187

一、磁屏蔽系统188

二、脑磁场的探测装置188

三、刺激系统188

四、信息综合处理系统188

五、灌液氦装置188

第三节脑磁图原理188

第四节脑磁图的特点及与EEG、PET、fMRI的比较189

一、脑磁图的特点189

二、脑磁图与EEG、PET及fMRI的比较189

第五节脑磁图临床应用190

一、脑磁图在癫痫中的应用190

二、脑磁图在脑功能区定位中的应用191

第六节研究进展及前景197

一、MEG与脑梗死197

二、MEG与脑外伤197

三、MEG与Alzheimer病、多发性硬化等其他精神、神经疾病197

参考文献198

第二篇脑功能图像处理与分析201

第十五章人类脑图谱201

第一节人类脑图谱技术201

一、基于个体标本的人类脑图谱202

二、基于大样本量标本的人类脑图谱203

第二节常用的人类脑图谱205

一、Talairach脑图谱205

二、ICBM概率性脑图谱207

三、LPBA40三维概率脑图谱208

四、中国人数字化标准脑图谱209

第三节人类脑图谱的应用212

一、神经解剖教学212

二、手术计划212

三、模型驱动分割212

四、多模态脑图像数据分析212

参考文献212

第十六章影像融合术214

第一节图像配准的概述214

一、图像配准的概念215

二、配准的类型215

三、主要配准方法218

第二节医学图像基本变换220

一、刚体变换220

二、仿射变换224

三、投影变换226

四、非线性变换226

第三节基于最大互信息的多模医学图像配准227

一、配准原理228

二、配准技术229

三、配准结果的评估230

四、结合互信息与图像梯度的配准技术232

五、基于形状特征点最大互信息的医学图像配准233

第四节基于薄板样条的MRI图像与脑图谱的配准方法234

一、Talairach脑图谱234

二、薄板样条方法235

第五节图像信息融合方法236

一、基于分割的图像融合237

二、加权平均法237

三、Toet法237

四、对比度调制法237

五、基于小波变换的融合法237

第六节医学图像配准的评估237

一、体模237

二、准标238

三、图谱238

四、目测检验238

参考文献238

第十七章统计参数映射（SPM）240

第一节引言240

第二节SPM分析原理241

一、广义线性模型241

二、模型选择与实验设计243

三、统计推断和随机场理论244

第三节图像预处理和后处理248

一、空间变换248

二、图像重采样252

三、图像的平滑化252

四、脑整体血流量效应的消除252

第四节SPM软件包及其解析过程253

一、脑图像校准253

二、图像平滑254

三、脑整体血流量效应的消除254

第五节SPM实验和分析254

一、实验设计255

二、方法实现255

三、结果分析256

参考文献257

第十八章功能神经影像分析软件（AFNI）259

第一节引言259

第二节基本概念259

一、数据集261

二、数据集的存储261

三、数据集块和子数据集块261

四、集合或路径261

五、文件类型261

第三节AFNI分析原理262

一、立体定位坐标的转换262

二、功能图像的转换方法263

三、去卷积分析方法264

四、线性回归模型的统计学分析265

第四节AFNI图像处理过程267

一、图像重建267

二、功能像层面时间校正和运动校正267

三、功能像的时间域滤波269

四、功能像的空间平滑269

五、单个被试的通用线性模型（GLM）270

六、激活图的剪辑（montage）和渲染（render）271

七、空间标准化（切换至Talairach坐标系）271

八、统计图的空间平滑＜可选）271

九、被试统计图的组分析271

第五节AFNI程序（Programs）及插件（Plugins）272

一、数据集的创建和整理272

二、数据集操作272

三、3D+time数据集处理273

四、统计分析274

五、ROI分析274

参考文献274

第十九章脑功能磁共振图像软件（FSL）276

第一节引言276

第二节FSL原理276

一、独立成分分析276

二、马尔可夫随机场278

三、概率密度函数279

第三节结构磁共振数据处理工具280

一、脑提取工具（BET）280

二、线性配准工具（FLIRT）280

三、自动分割工具（FAST）280

四、非线性噪声削减工具（SUSAN）280

五、几何形变校正工具（FUGUE）280

第四节功能磁共振数据处理工具281

一、功能磁共振专家分析工具（FEAT）281

二、独立成分分析工具（MELODIC）282

第五节弥散张量数据处理工具282

一、弥散分析工具包（FDT）282

二、基于传导束的空间统计分析（TBSS）283

第六节应用实例283

一、实例一（fMRI数据）283

二、实例二（DTI数据）284

参考文献286

第二十章弥散张量成像工作室（DtiStudio）287

第一节引言287

第二节工作原理287

一、弥散张量成像计算287

二、纤维追踪理论287

第三节操作步骤288

一、系统配置288

二、图像显示288

三、张量计算和颜色映射289

四、纤维追踪289

五、统计处理290

第四节功能扩展291

第五节应用领域292

一、神经纤维束追踪研究292

二、神经精神疾病研究292

小结293

参考文献293

第三篇脑功能的影像学研究295

第二十一章躯体感觉和运动的功能影像学研究295

第一节运动引起的脑兴奋295

一、简单运动引起的脑兴奋295

二、运动频率对脑兴奋性的影响296

三、复杂运动引起的脑兴奋296

四、运动的准备引起的脑兴奋297

五、运动想象引起的脑兴奋298

六、运动学习引起的脑兴奋299

第二节来自同侧半球的运动控制299

第三节躯体感觉刺激引起的脑兴奋301

第四节病理状态下的感觉运动皮质兴奋303

第五节展望303

参考文献304

第二十二章视觉的功能影像学研究305

第一节视觉的基本功能305

第二节视皮层功能柱306

一、高分辨率fMRI视觉方位柱成像306

二、两种构型并存的视皮层方位柱图308

第三节视皮层光流反应选择区310

第四节视觉皮层目标类别选择区310

第五节人体选择性视觉加工的皮层区312

第六节短尾猿视皮层V2区颜色的空间表征314

参考文献315

第二十三章听觉的功能影像学研究317

第一节听皮层的解剖及功能317

第二节功能磁共振在听觉研究中的应用318

一、简介318

二、MRI仪器产生的噪声问题318

三、听觉的fMRI研究结果318

第三节脑磁图在听觉研究中的应用321

第四节单光子发射计算机断层显像在听觉研究中的应用323

第五节正电子发射计算机断层显像在听觉研究中的应用323

一、PET简介323

二、耳鸣局部脑血流（CBF）的PET研究324

三、耳鸣患者脑代谢的PET研究324

四、前景展望328

参考文献328

第二十四章嗅觉的功能影像学研究330

第一节嗅觉的解剖生理学基础330

一、嗅球330

二、嗅束、嗅纹和嗅三角330

三、梨状叶331

四、嗅觉传导通路331

第二节嗅觉的影像学研究方法331

一、PET331

二、fMRI332

第三节嗅觉的影像学表现332

一、嗅觉功能的特点332

二、单纯嗅动作引起的影像表现332

三、不同气味刺激任务引起的影像表现332

四、不同脑区的嗅觉影像研究335

第四节前景展望338

参考文献339

第二十五章语言认知的功能影像学研究341

第一节引言341

第二节理论与方法342

第三节西方拼音语系研究343

一、字词加工343

二、句子加工346

三、语言习得与第二语言346

四、手语与发声语347

五、语言功能的偏侧化348

六、总结348

第四节汉语研究349

一、汉语认知的脑半球偏侧化349

二、汉语认知加工是否有不同于英文加工的关键脑区349

三、汉语拼音的对比研究351

四、汉语认知的脑内信息加工模式352

第五节功能连接与神经建模353

第六节我们是否解决了所有问题353

一、脑功能成像技术的局限353

二、认知任务的个体差异353

三、认知任务操作中伴随的意识、情绪等成分353

四、多学科交叉的神经信息学研究方法353

五、脑研究需要全球性的科研大合作：全球知识管理系统的建立354

参考文献354

第二十六章记忆的功能影像学研究357

第一节记忆的编码与提取357

一、深层编码与左侧前额回358

二、编码与提取358

三、海马在记忆中的作用359

第二节工作记忆360

第三节情景记忆与语义记忆362

一、情景记忆编码与提取的神经机制363

二、HERA模型364

参考文献365

第二十七章功能影像学在心理学中的应用367

第一节引言367

第二节利用功能影像学进行脑功能区定位367

一、基于刺激的功能定位367

二、基于任务的功能定位370

三、基于受试者反应和作业成绩的功能定位370

第三节利用功能影像学研究局部脑区的反应特点和功能组织371

一、局部脑区的反应特点371

二、局部脑区的功能组织372

第四节利用功能影像学研究脑区间功能连接373

一、静止状态下的脑区间的连接373

二、任务状态下脑区之间的连接374

三、影响脑区间连接性的其他因素375

第五节总结375

参考文献376

第二十八章功能影像学在发育性诵读困难中的应用378

第一节概述378

第二节语言行为学与诵读困难378

第三节阅读模型379

第四节阅读的功能神经影像380

第五节诵读困难中发声过程的功能神经影像学研究381

第六节诵读困难与视觉系统384

一、诵读困难中视觉系统的行为学研究384

二、诵读困难中视觉系统的功能神经影像研究385

第七节结果与思考386

参考文献387

第二十九章注意的功能影像学研究388

第一节注意的定义和研究意义388

第二节注意的研究方法388

第三节注意网络的功能影像学研究389

一、注意的三个子网络389

二、注意子网络间的独立性和关联392

三、注意子网络的遗传、发育和老化393

第四节注意功能与疾病394

一、ADHD394

二、精神分裂症394

第五节展望394

参考文献395

第三十章情绪活动的功能影像学研究398

第一节情绪研究是神经科学中的一个重要问题398

一、情绪是什么398

二、情绪研究的过去398

三、情绪研究的新方法399

四、情绪研究中应该注意的问题399

第二节情绪与情感类型的功能神经解剖400

一、情感类型400

二、与情绪相关的中枢结构及回路400

第三节情感疾病及其干预调节403

一、几种常见的情绪异常与情感疾病403

二、情绪调节与疾病干预404

第四节结论与未来405

一、情绪与认知密不可分405

二、情绪研究的未来406

参考文献407

第三十一章精神障碍的功能影像学研究409

第一节精神分裂症409

第二节情感性精神障碍411

第三节Alzheimer病414

第四节强迫性神经症415

第五节小结及今后的方向416

参考文献417

第三十二章癫痫的功能影像学研究419

第一节概述419

第二节癫痫的fMRI检查419

一、癫痫灶磁共振功能成像的病理生理学基础419

二、磁共振场内EEG记录及EPI图像采集方法420

三、信号干扰问题422

第三节fMRI在癫痫临床研究现状422

第四节fMRI在临床癫痫研究中的优势、存在的问题及展望425

一、fMRI在临床癫痫研究中的优势425

二、问题与展望425

参考文献425

第三十三章药理的功能影像学研究428

第一节fMRI在药理学研究中的应用428

一、引言428

二、特殊的设计问题429

三、控制程序430

四、药理学实验中fMRI信号的分析430

五、fMRI药理学研究的应用事例432

六、fMRI在药物开发中的应用438

第二节PET在药理学研究中的应用439

一、引言439

二、用于药物研究的放射性标记化合物439

三、PET技术在药物研究中的应用440

四、PET技术在药物研究和开发中应用的局限性443

小结444

第三节磁共振波谱在药理学研究中的应用444

一、引言444

二、体内药物代谢的MRS研究444

三、肝脏药理学的MRS研究444

四、大脑药理学的MRS研究445

五、亲合MRS药物筛选新技术445

参考文献445

第三十四章针灸和经络的功能影像学研究448

第一节经络实质的现代研究概况448

一、循经感传现象的研究448

二、经络的形态学研究448

三、经络的电生理学特性448

四、经脉循行路线的光学特性449

五、经脉循行路线的声学特性449

六、经脉循行路线的热学特性449

七、同位素在经脉循行线的循经移动特性449

八、经络的生物化学特性449

第二节针刺脑功能成像的实验设计450

一、应用于针灸脑功能成像研究的常用技术450

二、针灸脑功能成像的实验设计451

三、明确研究的效应指标458

四、数据处理方法选择458

第三节针灸与经络的脑功能成像研究459

一、脑功能成像技术在独立的经络解剖系统的生理特性方面的研究459

二、脑功能成像技术在经络功能体系方面的研究459

参考文献463

第三十五章针刺镇痛的功能影像学研究466

第一节针刺镇痛研究现状466

一、穴位感受器及其传入纤维的作用机制466

二、针刺镇痛的中枢神经机制467

三、中枢神经递质在针刺镇痛中的作用467

第二节针刺镇痛的功能影像学研究方法468

一、PET和SPECT针刺功能影像的原理468

二、fMRI针刺功能影像的原理和方法469

第三节针刺镇痛的功能影像学研究进展471

参考文献471

第三十六章帕金森病的功能影像学研究474

第一节概述474

第二节帕金森病的SPECT和PET研究475

一、脑葡萄糖代谢显像475

二、多巴胺受体功能性显像475

三、多巴胺转运体（DAT）显像477

四、神经递质的功能显像478

第三节帕金森病的fMRI研究481

一、PD的脑功能变化482

二、PD伴发痴呆的脑功能变化482

三、左旋多巴治疗后PD的脑功能改变482

第四节帕金森病的MRS研究483

小结484

参考文献484

第三十七章阿尔茨海默病的功能影像学研究487

第一节概述487

一、病因及流行病学487

二、神经病理学488

三、症状与体征488

四、神经心理学检查488

五、诊断488

六、治疗488

第二节功能影像学检查489

一、PET成像489

二、PET显像典型病例490

参考文献493

第三十八章脑白质的磁共振弥散张量成像研究494

第一节弥散张量数据的采集和后处理494

一、弥散张量数据的采集496

二、弥散张量成像的数据处理496

三、由弥散张量数据中提取信息496

第二节弥散张量在脑白质研究中的应用502

一、白质内弥散系数的计算502

二、各向异性指数502

三、脑发育中的各向异性改变503

四、未髓鞘化大脑的解剖学研究504

五、白质分割与连接研究507

六、病理状态中的各向异性测量508

参考文献509

第三十九章小脑功能的影像学研究511

第一节小脑的感觉运动功能514

第二节小脑的高级认知功能514

一、语言功能514

二、空间信息加工515

三、工作记忆515

四、执行控制功能516

五、情绪信息加工516

第三节小脑深部核团的认知功能研究516

第四节大脑一小脑的功能连接模式516

第五节小脑功能区的拓扑分布517

第六节问题及展望519

参考文献519

第四十章脑血管病变的功能影像学研究525

第一节CT、MR灌注扫描525

第二节MR弥散成像527

第三节CT、MR血管成像530

一、CT血管成像530

二、MR血管成像530

第四节SPECT脑灌注显像534

参考文献535

第四十一章磁共振功能成像在神经外科中的应用537

第一节fMRI在大脑半球肿瘤手术方面的应用537

一、用于术前重要功能区的定位和手术方案的制定537

二、用于术中引导手术537

三、用于预测手术效果或危险性543

第二节fMRI在顽固性癫痫手术中的应用544

第三节fMRI在其他神经疾病手术中的应用545

参考文献546

第四十二章功能影像学在脑发育研究中的应用548

第一节脑发育概况548

一、胎儿期脑的发育548

二、婴儿期脑的发育和行为发育549

第二节结构影像学549

一、CT在脑发育不全中的应用549

二、MRI在脑发育及发育不全中的应用550

第三节功能影像学552

一、功能磁共振在儿科中的应用552

二、应用SPECT技术对儿童孤独症及癫痫的研究558

参考文献560

第四十三章脑损伤康复的功能成像研究562

第一节脑损伤后功能恢复的理论562

一、功能重组562

二、其他内外因素563

第二节脑损伤后功能成像研究564

一、对于正常脑功能的功能成像研究564

二、脑损伤康复的功能成像研究565

参考文献576

第四十四章昏迷与植物状态患者脑功能的影像学研究578

第一节昏迷、植物状态及相关认知失常的概念578

第二节植物状态患者脑是否存在觉醒及认知功能579

一、维持大脑觉醒的相关结构579

二、脑活力是脑功能的一种形式579

三、探索植物状态脑的觉醒认知功能的试验及其结果580

第三节近年研究提出与意识相关的一些脑区584

一、前扣带皮质与认知及情感584

二、后压皮质与情绪584

三、颞上沟周围皮质与知觉584

四、眶及内侧前额皮质的功能585

结束语586

参考文献586

索引588