子宫肌电图：绘制子宫收缩过程以改善分娩管理

子宫肌电图：绘制子宫收缩过程以改善分娩管理这项小型研究得到了美国国立卫生研究院尤尼斯-肯尼迪-施莱佛国家儿童健康和人类发展研究所（NICHD）通过其人类胎盘项目和其他项目的部分支持。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。NICHD主任DianaW.Bianchi医学博士说："EMMI有可能回答关于子宫收缩的关键问题，并将帮助我们更好地了解在怀孕和分娩期间发生的情况。随着更多的研究，该工具有可能预测谁有早产的风险或谁的分娩模式最终会导致需要剖腹产。这也将帮助护理人员评估某种治疗或干预是否有效"。在这个例子中，EMMI在分娩时对两个相邻的宫缩进行了成像。第一次宫缩从子宫的中段开始，同时向上和向下传播。第二次宫缩从子宫顶部开始，以比第一次宫缩更快和更同步的方式移动。资料来源：圣路易斯华盛顿大学。由圣路易斯华盛顿大学的王勇博士和艾伦-施瓦茨医学博士以及德克萨斯大学奥斯汀分校的艾莉森-卡希尔医学博士领导的研究小组最初使用绵羊模型开发了EMMI，并在《科学转化医学》上报告了他们的发现。在新的研究中，该团队为人类临床使用量身定制了EMMI，并在一组10名健康怀孕的妇女中进行测试。目前测量宫缩的临床方法（即托克托尼测量法和宫内压力导管）只能提供有限的细节，如宫缩持续时间和强度，同时也是有创的。EMMI整合了两种类型的非侵入性扫描--快速解剖核磁共振，以获得子宫的图像（可在早孕期，或妊娠37周时进行），以及一个多通道表面扫描肌电图，使用沿腹部放置的传感器来测量分娩时的收缩。这些数据然后被合并和处理成三维子宫图，暖色表示子宫在收缩过程中较早被激活的区域，冷色表示较晚被激活的区域，灰色区域表示不活动区域。一连串的地图随着时间的推移而产生，形成了一个可视化的时间推移，显示了宫缩开始的位置，它们是如何扩散和/或同步的，以及与典型妊娠和有并发症的妊娠相关的潜在模式。EMMI地图也被用来开发描述子宫收缩的指标。例如，最大激活率衡量子宫的总表面积，在个别收缩期间成为电活性。激活曲线的斜率衡量子宫电激活的速度。底部早期激活率有助于量化产生收缩以扩张宫颈的区域。圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员开发了一种新的成像方法，实时生成详细的子宫收缩三维图。该技术可以帮助确定健康分娩的进展，并确定何时可能出现问题，如早产或分娩停止。试点研究的结果也使一个长期存在的关于宫缩如何开始的问题变得清晰起来--EMMI数据表明，子宫中没有固定的、类似于起搏器的区域来启动分娩。研究小组在10名研究参与者中观察到了不同的宫缩模式和指标，从未生育过的妇女和已经生育过的妇女之间有一些相似之处。然而，还需要更多的研究来证实和扩大这些观察结果。EMMI为更好地了解人类分娩和促进开发优化的、针对病人的干预措施提供了新的可能性。作者指出，从健康妊娠中产生的EMMI收缩图谱可以作为了解和诊断早产的资源，并可能确定哪些病人会从引产中受益，而哪些病人可能需要剖腹产。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353707.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353707.htm

开创性的单像素技术实现活细胞三维成像

开创性的单像素技术实现活细胞三维成像科学家们开发出一种基于三维光场照明的突破性三维单像素成像（3D-SPI）技术。这种方法能够对显微物体进行高分辨率成像。三维单像素成像方法有可能彻底改变各种生物吸收对比、细胞形态和生长的可视化，为生物医学研究和光学传感带来新的机遇。(显微成像艺术家概念图）。他们通过对单个藻类细胞进行活体成像，进一步证明了该方法对无标记光学吸收对比的三维可视化能力。这项题为"通过三维光场照明进行光学单像素体积成像"的研究最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。3D-SPI技术示意图。图片来源：刘一帆摄单像素成像的优势单像素成像（SPI）已成为一种极具吸引力的三维成像方式。通过单像素探测器而不是传统的阵列传感器，SPI在光谱范围、检测效率和时间响应方面的性能都超过了传统的传感器。此外，单细胞照相机在微弱强度、单光子水平和精确定时分辨率方面都优于传统成像方法。挑战与突破3D-SPI技术通常依赖飞行时间（TOF）或立体视觉来提取深度信息。然而，现有技术最多只能达到毫米级，无法对细胞等微观物体进行成像。为了突破分辨率的限制，研究人员制作了一个3D-LFI-SPM原型。结果，原型机的成像体积达到约390×390×3,800μm3，分辨率横向高达2.7μm，轴向高达37μm。他们对活的血球藻细胞进行了无标记三维成像，并成功地在原位对活细胞进行了计数。潜在应用可以预见，这种方法可用于观察生物样本的各种吸收对比度。有了深度分辨成像能力，科学家们将来就有可能在原位监测细胞形态和生长情况。这项研究为生物医学研究和光学传感领域应用高性能三维SPI打开了大门。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380193.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380193.htm

新内窥探针可对细胞硬度三维成像

新内窥探针可对细胞硬度三维成像英国诺丁汉大学科学家开发出一款内窥探针，可对单个生物细胞和复杂生物体的硬度进行三维成像，从而帮助医生更早发现和治疗癌症。相关研究论文发表于15日出版的《通讯生物学》杂志。在最新研究中，诺丁汉大学光学和光子团队研究员萨尔瓦多・拉卡韦拉博士等人开发出一根薄薄的内窥探针，可测量单个细胞硬度。这意味着科学家可以在微观细胞层面更早发现癌症，使癌症诊断更快、更安全、更清晰。而且，新方法不具侵入性，也无毒。

加州理工学院激光声成像技术迎来重大飞跃 实现三维成像并减少所需传感器

加州理工学院激光声成像技术迎来重大飞跃实现三维成像并减少所需传感器加州理工学院最近的研究对一种名为PATER的光声成像技术进行了重大改进，该技术现已发展为PACTER。新版本简化了技术，减少了对多个传感器的需求，实现了三维成像，并且无需在每次使用前进行校准。这些进步使该技术在医学成像应用中更加实用和高效。资料来源：加州理工学院加州理工学院医学工程和电子工程布伦教授王力宏实验室的最新研究就属于后者。在发表于《自然-生物医学工程》（NatureBiomedicalEngineering）杂志上的一篇论文中，王力宏和博士后学者张一德展示了他们如何简化和改进他们于2020年首次公布的一种成像技术。这项技术是一种名为PATER（通过极性中继的光声地形图）的光声成像技术，是王建民研究小组的专长。光声成像技术的改进在光声成像中，激光脉冲进入组织，被组织的分子吸收，引起分子振动。每个振动的分子都是超声波的来源，可用于以类似超声波成像的方式对内部结构进行成像。然而，光声成像在技术上具有挑战性，因为它能在短时间内产生所有成像信息。为了捕捉这些信息，王的光声成像技术的早期版本需要将数百个传感器（换能器）组成的阵列紧贴被成像组织的表面，这使得该技术既复杂又昂贵。王和张通过使用一种称为"麦积继电器"的装置减少了所需传感器的数量，这种装置可以减慢信息（以振动的形式）流入传感器的速度。正如之前有关PATER的报道所解释的那样：在计算中，有两种主要的数据传输方法：串行和并行。在串行传输中，数据以单一数据流通过一个通信通道发送。在并行传输中，多个数据通过多个通信通道同时发送。这两种通信方式大致类似于商店中使用收银机的方式。串行通信就像一台收银机。每个人都排在同一条队伍中，看到同一个收银员。并行通信就好比有几个收银机，每个收银机有一条线。Wang设计的拥有512个传感器的系统与拥有许多收银机的商店类似。所有传感器同时工作，每个传感器接收激光脉冲产生的超声波振动的部分数据。由于系统发出的超声波振动是在短时间内产生的，因此如果要在这么短的时间内收集所有数据，单个传感器将不堪重负。这就是麦哲伦继电器的用武之地。正如王力宏所描述的那样，遍历中继器是一种可以让声音在周围回荡的腔体。当超声波振动通过遍历中继器时，它们会在时间上被拉长。回到收银机的比喻，这就好比让另一名员工协助单个收银员，告诉顾客在店里走几圈，直到收银员准备好接待他们，这样收银员就不会手忙脚乱了。PACTER：下一步发展这项技术的最新版本被称为PACTER（PhotoacousticComputedTomographyThroughanErgodicRelay），它更进一步，允许系统使用单个传感器进行操作，通过使用软件，可以收集到与6,400个传感器一样多的数据。兼任安德鲁和佩吉-钱格（AndrewandPeggyCherng）医学工程领导力主席和医学工程执行官的王说，PACTER在另外两个方面改进了PATER。改进之一是PACTER可以生成三维图像，而PATER只能生成二维图像。这得益于改进软件的开发。"过渡到三维成像大大提高了数据要求。我们面临的挑战是如何通过单个传感器传输大量增加的数据，"张说。"我们通过改变方法找到了解决方案。我们首先将一个传感器扩展为数千个虚拟传感器，而不是直接采用计算密集型方法从单传感器数据中重建三维图像。这一想法简化了三维图像重建的过程，使其与我们光声成像的传统方法更加接近"。其次，与PATER不同，PACTER无需在每次使用时进行校准。"使用PATER时，我们必须在每次使用时对其进行校准，而这是不现实的。我们摆脱了这种每次使用时的一次性校准，"王说。之所以需要校准，是因为当系统向组织发射激光脉冲时，脉冲的"回波"会反弹到换能器上，使其无法感知直接的超声波信息。PACTER通过在系统中加入延迟线来解决这个问题。延迟线迫使回波在返回换能器的途中经过更长的物理路径，这样它就能在接收到直接超声波信息后到达换能器。描述这项工作的论文"利用单元素探测器进行单次容积光声断层扫描的血流动力学超快纵向成像"发表在11月30日出版的《自然-生物医学工程》（NatureBiomedicalEngineering）杂志上。该论文的共同作者包括：胡鹏（23年博士），前医学工程研究生；李磊（19年博士），前医学工程博士后；曹睿，医学工程博士后；AnjulKhadria，前医学工程博士后；KonstantinMaslov，前加州理工学院职员科学家；童欣，医学工程研究生；以及南加州大学的曾玉顺、蒋来明和周其发。研究经费由美国国立卫生研究院提供。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404763.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404763.htm

新型成像技术可快速观察人体内部结构

新型成像技术可快速观察人体内部结构由维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学（JMU）的物理学家和医学专家组成的研究小组成功开发出一种适合人体使用的创新型无辐射成像技术--磁粉成像（MPI）。他们新发明的便携式扫描仪除其他功能外，还能将人体的动态过程（如血液流动）可视化。该大学物理研究所的VolkerBehr教授和PatrickVogel博士负责这项研究，他们现已将研究结果发表在《自然-科学报告》杂志上。磁粉成像技术，顾名思义，是一种基于直接观察磁性纳米粒子的技术。这种纳米粒子不会自然存在于人体内，必须作为标记物进行施用。沃尔克-贝洱（VolkerBehr）解释说："正电子发射断层扫描依赖于放射性物质作为标记物，而这种方法的最大优点是灵敏、快速，不会'看到'来自组织或骨骼的干扰背景信号。"iMPI扫描仪小巧轻便，几乎可以随身携带，在任何地方使用。这是向无辐射干预迈出的重要一步。图片来源：PatrickVogel/StefanHerzMPI并不像正电子发射断层扫描那样基于放射性标记的伽马射线检测，而是基于磁性纳米粒子对随时间变化的磁场的响应信号。"在这一过程中，纳米粒子的磁化在外部磁场的帮助下被特别操纵，因此不仅可以检测到它们的存在，还可以检测到它们在人体内的空间位置，"该出版物的第一作者、物理学家帕特里克-沃格尔（PatrickVogel）说。MPI理念并不新鲜。早在2005年，飞利浦公司就在一台小型演示器上展示了这种新方法的首批图像，但该演示器只能采集几厘米大小的样本。而事实证明，开发适用于人体检查的设备比想象的要困难得多，这让设备变得庞大、笨重和昂贵。2018年，沃尔克-贝洱（VolkerBehr）教授和帕特里克-沃格尔（PatrickVogel）领导的团队找到了一种新方法，可以在更小的设计中实现成像所需的复杂磁场。在一项由德国研究基金会（DFG）资助的多年研究项目中，科学家们成功地在专为介入治疗而设计的MPI扫描仪（介入磁粉成像-iMPI）中实现了这一新理念。"我们的iMPI扫描仪非常小巧轻便，几乎可以随身携带，"Vogel解释说。与大学医院血管造影的标准设备--一种特殊的X射线设备相比，作者在一次同步实时测量中展示了扫描仪的这种移动性，给人留下了深刻印象。维尔茨堡大学医院介入放射科的ThorstenBley教授和StefanHerz博士领导的团队从一开始就参与了这个项目，他们在一个逼真的血管模型上进行了测量，并对首批图像进行了评估。"这是向无辐射介入迈出的重要一步。MPI有可能彻底改变这一领域"，该出版物的资深作者StefanHerz博士说。除了利用iMPI设备进行更多令人兴奋的测量外，两位物理学家目前正在努力进一步开发他们的扫描仪。主要目标是进一步提高图像质量。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373677.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373677.htm

研究人员警告：孕期吸食大麻与不良分娩结果风险增加有关

研究人员警告：孕期吸食大麻与不良分娩结果风险增加有关最近发表在《成瘾》（Addiction）杂志上的一项研究发现，与未在产前接触大麻的婴儿相比，在子宫内接触大麻的婴儿更有可能早产、出生体重更轻以及需要在新生儿重症监护室（NICU）接受护理。该研究还指出，这些接触过大麻的婴儿并没有更高的出生缺陷或在第一年内死亡的风险，包括死于婴儿意外猝死的风险。该研究的第一作者MaryamSorkhou女士评论说："全球育龄妇女吸食大麻的人数不断增加，孕妇也不例外。我们知道，大麻中的主要精神活性成分四氢大麻酚可以通过胎盘从母体进入胎儿体内，并与胎儿大脑中的受体结合。我们的研究补充了这一知识，表明产前接触大麻会增加几种不良出生结果的风险"。荟萃分析方法这项荟萃分析（对以往研究的综合）汇集了以往57项研究的结果，共有12,901,376名婴儿参与其中，其中102,835人接触过大麻。其中20项研究测量了宫内大麻暴露与早产风险之间的关联。这些研究的综合结果表明，与孕期未吸食大麻的母亲相比，吸食大麻的母亲早产的可能性要高出一倍半以上。有18项研究测量了出生体重不足的风险。这些研究的综合结果显示，与孕期不吸食大麻的母亲相比，孕期吸食大麻的母亲生出低出生体重婴儿的可能性要高出一倍多。有10项研究测量了需要入住新生儿重症监护室的风险。这些研究的综合结果显示，宫内接触大麻的新生儿需要入住新生儿重症监护室的几率是未接触大麻的新生儿的两倍多。这项荟萃分析所包含的研究发表于1984年至2023年之间，涉及多个国家。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398279.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398279.htm