科研服務

詳細描述

大腦是人體最重要同時也是最復雜的系統之一。隨著科學技術的不斷進步,動態無創的監測大腦活動已經成為現實,腦功能成像(fMRI,functional magnetic resonance imaging)也發展為當今國際科學研究的熱點領域。

腦的許多功能都是定位于大腦的神經組織結構之中,通過分析大腦功能像和結構像的數據,可以將人腦的結構與其功能聯系起來。這為臨床上深入理解和進一步解釋抑郁癥、精神分裂癥、阿爾茲海默癥、兒童多動癥、創傷后應激障礙、成癮等提供了依據和幫助。

目前,廣泛運用于腦功能成像和結構成像領域的數據處理方法主要包括:

任務態實驗設計、任務態下的腦區激活分析、靜息態下的功能連接、局部一致性及低頻振幅分析、腦網絡分析、纖維束追蹤分析、以及基于體素(volume)和皮層的(surface)的結構分析等。

灌注數據處理:DSC(動態磁敏感對比成像)、DCE(動態對比增強成像)、ASL(動脈自旋標記)等數據處理。

隨著上述分析方法及手段的不斷發展與更新,對研究人員的數據處理能力提出了更嚴格的要求。為了給從事腦科學領域探索的研究工作者提供更廣泛、更深層次的服務于支持,北京賽博爾醫藥科技有限公司攜手專業研究團隊推出腦功能及結構數據處理業務。



具體項目包括:

1、結構像數據:

基于VBM的灰白質分析





基于Freesurfer的皮層厚度分析






基于FSL的纖維束追蹤





2、功能像數據:

任務態激活腦區分析

任務態E-prime實驗實現




3、功能連接分析

局部一致性(ReHo)分析

低頻振幅(ALFF/fALFF)分析




4、基于圖論及ICA的腦網絡分析:




二、腦電數據處理服務

腦電相關技術自上世紀60年代問世以來,在基礎研究、工程與臨床實踐中有廣泛的應用,而且其普及性仍在增長。使用該技術的專業領域涵蓋心理學、醫學、神經科學、計算機、交通運輸、教育學,甚至是法學、倫理學和藝術設計等。世界范圍內每年有數千篇使用該技術的學術論文在不同水平的學術期刊上發表,國內目前相關論文的產量每年有幾百篇,并且呈逐年遞增趨勢;同時,腦電作為某些疾病診斷和監測(如癲癇、精分等)的重要技術而在醫院中廣泛應用。

目前為止,廣泛應用的腦電數據處理方法,主要包括時域方法(如ERP成分分析)、頻域方法(如頻段功率分析、ERD/ERS分析、試次間相位同步分析)、空域方法(地形圖分析、功能連通分析、源定位分析等)。

隨著上述分析方法及手段的不斷發展與更新,對研究人員的數據處理能力提出了更嚴格的要求。為了給從事腦科學領域探索的研究工作者提供更廣泛、更深層次的服務與支持,北京賽博爾醫藥科技有限公司攜手專業研究團隊推出腦電數據處理業務。


具體項目包括:

1. 腦電數據預處理:使用EEGLAB對Neuroscan、Brain Products、EGI、ANT、Biosemi等主流腦電設備采集的腦電數據進行預處理。



2. ERP成分統計分析:提取ERP成分的波幅和潛伏期,并進行統計分析。


3. EEG頻譜分析:(1)使用傅里葉變換的方法計算腦電各個頻段的功率,并進行統計分析;(2)使用短時傅里葉變換、小波變換和希爾伯特變換的方法進行腦電時頻分析(如ERD/ERS分析、試次間相位同步分析)。



4. 基于sLORETA的腦電源分析:(1)ERP成分源定位;(2)特定頻段EEG源定位;(2)源空間的腦功能連通性分析。


5. 功能連通性分析:使用相關、相干、相位鎖定值和格蘭杰因果分析研究電極之間功能連通性。





二、磁共振灌注數據處理業務

賽博爾主要承接以下灌注業務:DSC/DCE/ASL,具體內容如下:


BASICS                                                                                

 Loading& Saving    

DICOM NIFTI BMP JPEG RGB

Mosaic and multi-frame format

Patient anonymization
Database for DICOM Communication
Image conversion (DICOM NIFTI)

 Viewing                      

Multiple viewing formats
Cine/movie loop display
MPR/3D viewer
Zoom Pan Smoothing

Window width/level Color palette

 Analysis

Region of interest (ROI) analysis
Multiple ROI types
ROI histogram analysis
Volume of interest (VOI) analysis
Dynamic ROI analysis

 Process

Multi-planar reformatting (MPR)
Image arithmetics
(Subtraction ratio average etc)
Image overlays
Co-registration

 Pixel

 Editor Semi-automatic 2D/3D segmentation
Manual edit (Add & Erase)


PERFUSION (T2/T2*/T1 Dyn)

 Output

rBV rBF MTT TTP/T-max
Leakage (K2) Extraction fraction
Multiple additional output maps

 Model

Standard SVD
Delay insensitive SVD

 Pre-process          

Motion correction
Spatial smoothing
Temporal smoothing

 AIF

Automatic detection
Unsupervised global detection
Population based AIF
Options Automatic normalization
Automatic vessel segmentation
Automatic WM/GM segmentation
Outlier remove
CA leakage correction
- Weisskoff method
- Residue function based

 SVD

Fixed threshold
Tikhonov regularization



DCE (T1 Dyn)

Output

K-trans K-ep Ve Vp AUC
TTP Wash-in/Wash-out
Perfusion Bolus arrival time

Model

Extended Tofts (3-parameter model)
Toft Kermode (2-parameter model)
Patlak (2-parameter model)
Incremental model

Pre-process            

Motion correction
Spatial smoothing
Temporal smoothing

Baseline

T1 Fixed value
Pixel wise (IR SR FA)

 AIF

Automatic detection
Manual ROI
Population based

 VOF

Partial Volume Correction
(PV correction factor)

 ROI Analysis

Inspection of kinetic model fitting

 Options

Outlier detection
Auto detect AIF tissue delay




ASL

 Output

 Perfusion Maps

 Labelling

 Pseudo-continuous ASL /pulsed   ASL

 

Pre-process                   

Outlier removal /Spatial smoothing
Motion correction

 M0

Blood M0 estimation
Fixed value M0 /Pixel wise

 Options

 M0 correction
CBF normalization



BATCH
(Run many datasets without user interaction)

 Perfusion /DCE /ASL /T1 relaxation analysis

 Image Conversion (DICOM & NIFTI)

 Re-sampling /Down-sampling

 Pre-processing /Motion correction

 Co-registration/ Normalization

 FS (Free Surfer) segmentation

 ROI analysis (Percentiles & Histogram etc)

 Pixel extraction (Export pixel values)


DWI & IVIM

 Output    

ADC (fast) /ADC (slow)
Vol fraction (fast) /Vol fraction (slow)
bMax /Anisotropy/ Chi square

 Model                            

Mono- Bi-exponential Mixed IVIM          

 Pre-process             

Spatial smoothing
Temporal smoothing



T1 RELAXATION

 Output

 T1 R1 M0 Chi-square

 Type                      

Inversion & Saturation recovery
Multiple flip angles

 Pre-process

Pre-process Spatial smoothing
Temporal smoothing



T2 RELAXATION

 Output

T2/T2*   R2/R2*    M0    Chi-square

 Type                                 

Multiple TE
5D (Multi-slice & Multi-echo dynamic)

 Pre-process         

Spatial smoothing
Temporal smoothing




BOLD

 Design         

 Bold paradigms contrasts

 Model              

 General linear model (GLM)

 Pre-process

Slice time correction
Motion correction
Gaussian smoothing
High-pass filtering



DTI

 Output

 cDTI FA ADC TraceW

 Pre-process       

 Pre-process Motion correction
 Eddy current correction
 Spatial smoothing

 Fiber-tract 

 Seed & Exhaustive search



BOLD/DTI Wizards

 Process

  Step-by-step guidance

 Co-Reg               

  BOLD /DTI /Structure

 3D

 BOLD & White matter fiber tracts


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