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北京大学功能成像研究中心

北京大学功能成像研究中心成立于2013年,旨在建设北大具有国际一流水平的医学影像科研教学公共平台,建立世界一流的脑成像科研高地,建立国内首屈一指的脑成像人才培养高地,推广脑成像技术在脑科学和临床医学的应用;推动磁共振等成像技术产业转化。中心目标得到了“985工程”、发改委国家蛋白质“凤凰工程”、生命科学联合中心等项目的大力支持。

作为北京大学综合性的前沿交叉脑成像科研平台,中心现已拥有5台大型成像设备:33T全身磁共振成像仪、19.4T小动物磁共振成像仪和1台脑磁图系统,现有磁共振成像实验室、脑磁图系统实验室、脑影像大数据平台研发中心、脑电实验室、谱仪实验室、近红外实验室等。中心支撑校内外脑成像领域及其在脑科学方面的应用研究,包括医学物理、生物医学工程、临床医学、心理学、生命科学、数学、信息技术,计算机科学等众多领域的几十个科研团队,目前已经成为国内支撑交叉学科脑影像与脑科学研究的主要科研平台。

此外,中心承担了校内外众多科研项目,包括科技部“十二五”攀登计划项目、科技部973计划项目、自然基金委重大仪器专项和重点项目、北京市科委脑科学计划等多个重要课题,目前多个课题已经产出了优秀的科研成果,并已发表在国际顶尖学术刊物如PNASJournal of Neuroscience等杂志上面。

中心的科研团队涵盖了北大医学物理,生物医学工程,信息科学,生命科学,心理学,神经科学和临床医学的各类人才。包括国家“千人计划”,“长江学者”“杰青”和“青年千人计划”等人才计划的20多名教授和年轻骨干

中心秉承“循思想自由原则、取兼容并包主义”的北大精神,致力于大力开展具有国际水准的脑成像领域的科学研究及其应用与高端脑成像技术创新,鼓励开展意义深远和创新性强的科学研究,同时,建立凝聚国内外该领域优秀人才、培养新一代脑成像领域的国家领军人才、积蓄科研后备力量和未来发展潜力的科研与教学基地,并为实现这个目的创造一切可能的条件!

日常工作

功能成像研究中心进行跨学科研究生的培养,开展相关领域的教学工作和研究工作,培养在磁共振成像技术、认知脑功能成像、医学功能成像等领域的高水平人才。功能成像研究中心积极开展国际国内合作研究,与国际著名大学和企业的相关研究机构合作,努力成为具有良好学术氛围和雄厚研究基础的研究基地。

研究条件

在北京大学创世界一流大学(985)计划的支持下,功能成像研究中心具备了良好的研究条件和学术环境,研究平台的硬件设备包括30T MR扫描仪和配套的认知功能成像辅助设备,建立了脑成像刺激呈现系统和数据分析系统,以及各种图像处理系统,具有磁共振成像序列设计能力和磁共振专用线圈制备能力等,为开展脑科学、认知科学、生物医学的多学科交叉研究提供了重要基础。

研究领域

功能成像研究中心的主要研究涉及以下领域:

—— 脑认知功能的成像研究:以fMRIPETEEG/ERPTMS等脑成像技术为手段,研究包括推理、归因、风险评估、自作者表征等社会认知功能的神经基础。

——疾病的功能成像研究:用MRPETCT、超声等技术研究疾病发生、发展过程中的各种形态和功能改变,对神经系统和体部疾病提供附加与形态之上的功能诊断信息,并指导治疗和评价预后。

——功能成像技术及图像处理研究:面向脑功能研究和疾病诊断需要,进行磁共振成像序列设计研究;以图像信号处理分析和模式识别为基础,研究脑功能分析与疾病诊断相关的图像处理技术问题。

功能成像研究中心研究方向

1,脑认知功能的成像研究:以fMRI等脑成像技术为手段,研究包括推理和归因、风险评估、自作者表征等社会认知功能的神经基础。例如情绪环境对共情的神经机制的脑成像研究,主要探讨情绪环境对痛觉共情神经的机制:发现知觉施加于中性面孔上的痛觉刺激引起大脑两侧额叶和前扣带回的激活,但是当中性面孔呈现在快乐和痛苦情绪面孔的环境中时,知觉施加于中性面孔上的痛觉刺激只引起大脑两半球的中央后回面孔区的激活。这些脑成像结果表明,痛觉共情神经机制受情绪环境的显著影响,并且痛觉共情的情感机制和感觉机制可能存在相互作用。

2 磁共振功能成像脉冲序列设计及功能代谢参数分析研究:功能磁共振成像是一组反映活体不同功能信息的磁共振成像技术,包括灌注成像、血氧水平依赖成像、扩散成像、弹性成像、波谱分析等,这些成像技术都需要依靠射频脉冲序列设计来实现。例如动脉自旋标记(ASL)序列可以用于非侵入性的定量灌注测量;快速非对称自旋回波(ASE-EPI)序列可以用于获得组织灌注过程中的T2T2*信息,利用动力学模型可以进一步获得定量的血流量及组织氧摄取率等功能代谢参数,这些功能参数对于肿瘤与心脑血管疾病的早期诊断和评价都有非常重要的临床意义。

3,磁共振射频线圈研究:作为磁共振信号接收的重要部件,射频接收线圈对于成像的质量起着决定性的作用。射频接收线圈需与被检测组织匹配恰当,同时需要达到很高的磁场均匀性。通过电磁场仿真计算、调谐电路设计,研发适用于动物实验的表面线圈、鸟笼线圈以及血管内线圈,同时设计开发并行成像的专用线圈以及提高灌注成像信噪比的独立发射线圈。从而为病理机制理解、药物评价以及相关临床基础研究提供了有效的研究手段。

4,磁共振新技术在疾病诊断中的临床应用研究:将各种MR新技术应用于临床疾病的检出、定性、分期、评价疗效、指导治疗等。利用北京大学临床医院的强大临床优势,将DWIMRSDCEMRIDTIBOLDASLOEF等序列应用不同疾病的临床研究中,并对各种参数进行综合评估,以发现适应临床需要的新技术、新方法,总结出基于MR新技术的诊断指南。研究的主要疾病有:神经系统缺血性和退行性疾病;各种肿瘤如乳腺癌、前列腺癌、肝癌等;以及慢性肾脏疾病的多种MR功能成像研究。还包括慢性疼痛等主观症状的脑功能研究。

5 分子影像研究: 分子影像技术可在分子水平上实现实时、无创、动态的在体成像。与传统的成像方式相比,它是非侵入性地对活体内的参与生理和病理过程的分子进行定性或定量可视化的一种全新的科学观察方法与手段,涉及到探针合成、特殊成像方法、数据分析等诸多领域的工作。人们期待分子影像技术能够为揭示生命科学规律、疾病的产生和发展、药物的研发和评价等方面开创一条新的研究道路。