Massively parallel functional photoacoustic computed tomography of the human brain

磁共振成像 功能成像 功能磁共振成像 光声多普勒效应 超声波传感器 生物医学中的光声成像 漫反射光学成像 人脑 核磁共振 断层重建 超声波 材料科学 生物医学工程 物理 断层摄影术 医学 光学 放射科 声学 精神科
作者
Shuai Na,Jonathan J. Russin,Li Lin,Xiaoyun Yuan,Peng Hu,Kay Jann,Lirong Yan,Konstantin Maslov,Junhui Shi,Danny J.J. Wang,Charles Y. Liu,Lihong V. Wang
出处
期刊:Nature Biomedical Engineering [Nature Portfolio]
卷期号:6 (5): 584-592 被引量:163
标识
DOI:10.1038/s41551-021-00735-8
摘要

Blood-oxygen-level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging of the human brain requires bulky equipment for the generation of magnetic fields. Photoacoustic computed tomography obviates the need for magnetic fields by using light and sound to measure deoxyhaemoglobin and oxyhaemoglobin concentrations to then quantify oxygen saturation and blood volumes. Yet, the available imaging speeds, fields of view (FOV), sensitivities and penetration depths have been insufficient for functional imaging of the human brain. Here, we show that massively parallel ultrasonic transducers arranged hemispherically around the human head can produce tomographic images of the brain with a 10-cm-diameter FOV and spatial and temporal resolutions of 350 µm and 2 s, respectively. In patients who had a hemicraniectomy, a comparison of functional photoacoustic computed tomography and 7 T BOLD functional magnetic resonance imaging showed a strong spatial correspondence in the same FOV and a high temporal correlation between BOLD signals and photoacoustic signals, with the latter enabling faster detection of functional activation. Our findings establish the use of photoacoustic computed tomography for human brain imaging. Massively parallel ultrasonic transducers arranged hemispherically around the human head enable functional photoacoustic computed tomography of the human brain with a 10-cm-diameter field of view and resolutions of 350 µm and 2 s.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
夢梩完成签到,获得积分10
1秒前
小鱼完成签到,获得积分10
1秒前
Meng完成签到,获得积分10
1秒前
gdh发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
小二郎应助satchzhao采纳,获得10
4秒前
淋湿巴黎发布了新的文献求助10
5秒前
彭于晏应助Xx采纳,获得10
7秒前
7秒前
科研人才完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
阿毛发布了新的文献求助10
9秒前
小权拳的权完成签到,获得积分10
10秒前
星辰大海应助光夜采纳,获得20
10秒前
Akim应助单纯的石头采纳,获得10
11秒前
田田完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Geodada完成签到,获得积分10
12秒前
慕青应助淋湿巴黎采纳,获得10
13秒前
jj发布了新的文献求助10
13秒前
奋斗的凌青完成签到,获得积分10
14秒前
Joanna发布了新的文献求助10
14秒前
尖叫尖叫完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
15秒前
隐形曼青应助LiYJS采纳,获得10
16秒前
wang完成签到,获得积分20
17秒前
是瓜瓜不完成签到,获得积分10
17秒前
阿毛完成签到,获得积分10
18秒前
ramu完成签到,获得积分10
18秒前
科研通AI2S应助祝爽采纳,获得10
18秒前
彩色诗云完成签到 ,获得积分10
19秒前
bo发布了新的文献求助10
19秒前
orixero应助金文采纳,获得10
20秒前
王十二发布了新的文献求助10
20秒前
Hofury完成签到 ,获得积分10
20秒前
高大的羽毛完成签到,获得积分10
21秒前
kuyi完成签到 ,获得积分10
23秒前
星星又累发布了新的文献求助10
23秒前
今后应助晶晶采纳,获得10
23秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Tip60 complex regulates eggshell formation and oviposition in the white-backed planthopper, providing effective targets for pest control 400
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
China Gadabouts: New Frontiers of Humanitarian Nursing, 1941–51 400
The Healthy Socialist Life in Maoist China, 1949–1980 400
Walking a Tightrope: Memories of Wu Jieping, Personal Physician to China's Leaders 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3798603
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3344274
关于积分的说明 10319445
捐赠科研通 3060850
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1679798
邀请新用户注册赠送积分活动 806778
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 763372