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學術動態｜解決DBS手術韁核和Gpi靶點顯影難題 瑞金醫院磁共振成像方案研究發表

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學術動態｜解決DBS手術韁核和Gpi靶點顯影難題 瑞金醫院磁共振成像方案研究發表
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【學術動態｜解決DBS手術韁核和Gpi靶點顯影難題 瑞金醫院磁共振成像方案研究發表】神外前沿訊 ， 2020年9月 ， 上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院放射科嚴福華教授團隊和功能神經外科李殿友團隊在磁共振成像領域專業雜志《magneticresonanceimaging》（2020年影響因子/JCR分區:2.053/Q3）上發表題為“Imagingpatientspreandpostdeepbrainstimulation:Localizationoftheelectrodesandtheirtargets”的研究論文 ， 設計了一套磁共振成像方案 ， 為今后DBS患者術前靶點和術后電極位置精確顯示提供了重要科學線索和理論支撐 。
上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院放射科物理師李彥和韋恩州立大學博士SagarBuch為共同第一作者 ， 上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院放射科嚴福華教授為通訊作者 。
近年來 ， 腦深部電刺激作為一項新技術 ， 在運動障礙疾病 ， 如帕金森病、肌張力障礙、特發性震顫 ， 及精神類疾病 ， 如強迫癥、抑郁癥中應用廣泛 。 通過將電極植入腦內特定靶點 ， 如內側蒼白球GPi、韁核Hb ， 并向核團發送電刺激 ， 以調控異常神經環路 ， 達到治療效果 。
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然而 ， DBS手術療效好壞高度依賴于核團的精確定位和電極的精確植入 。 韁核體積較小 ， 定位困難；內側蒼白球GPi難以通過傳統的成像技術與周圍組織分辨 ， 易導致電極植入位置偏移 。 術后CT復查時 ， 軟組織間低對比度使得靶點顯像困難 。
為對韁核及DBS電極精確定位 ， 以及提高GPi和GPe的對比度 ， 放射科嚴福華教授團隊和功能神經外科李殿友團隊通過收集MPRAGET1W和2DFSET2W影像數據以對韁核和DBS電極定位 ， 以及3DME-GREQSM來提高GPi和GPe對比度并進行數值模擬以揭示給定序列的DBS電極的預期偽影 。 研究結果表明MPRAGET1W,FSET2W,和GRE圖像的信噪比分別為20.1±8.1,14.9±3.2,and43.0±7.6 。 高分辨MPRAGET1W和FSET2W對韁核顯示都較好 ， 并可以互相補充 。 在25例MPRAGET1W圖像中 ， 韁核的Rose可見度評分為5.28±1.11；20例FSET2W圖像中 ， 韁核的可見度評分為5.78±1.30 。 基于ME-GRE重建的定量磁化率圖像（quantitativesusceptibilitymapping,QSM）對GPi和GPe能夠進行區分顯示 ， 其磁化率分別是0.087±0.013ppm和0.115±0.015ppm 。 相較于MPRAGET1W和GRE序列 ， FSET2W序列引入的電極偽影最小 ， 具體表現為圖像中測得的電極直徑更接近于真實值 。 在這三種圖像中測得的電極直徑分別為2.77±0.22 ， 2.72±0.20和1.91±0.22mm 。 高分辨率、高帶寬、短TE值的GRE序列可以把偽影局限在電極周圍 ， 而且GRE序列相位圖中高磁化率物質的雙極效應有助于進一步精確定位DBS電極 。
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本研究提出的MRI成像方案包括MPRAGET1W,FSET2W和ME-GRE三種序列 ， 實現了清晰顯示韁核、Gpi靶點 ， 以及對DBS術后病人電極的精確定位 。 GRE序列相位圖中的雙極效應雖然在電極周圍引入了偽影 ， 卻也巧妙地指示出了電極末端所在的位置 。
主要作者簡歷
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嚴福華 ， 上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院放射科教授 ， 主任 ， 博士生導師 。 上海交通大學醫學院醫學影像系主任 。 為中華放射學會十三屆、十四屆委員會委員 ， 第十五屆委員會常委 ， 磁共振專業委員會主任委員 。 中國醫師協會放射醫師分會第四屆委員會副會長 。 中國裝備協會磁共振應用分會常委 。 國際心血管CT協會中國區委員會副主任委員 。 國家心血管病專業質控中心心血管影像專家委員會委員 。 上海市生物醫學工程學會放射醫學工程專業委員會主任委員 。 上海醫學會放射學分會副主任委員 。 瑞金醫院國家臨床重點專科“醫學影像專科”負責人 。 國家“十三五”重點研發計劃首席科學家 。 從事影像診斷30年 ， 擅長體部影像診斷 。 作為負責人共獲得科技部重點研發計劃專項一項 ， 科技部重點研發計劃專項的課題一項 ， 國家自然科學基金面上項目5項 ， 上海市科委項目五項 。 曾經獲得國家科技進步二等獎（位列第三）、中華醫學科技獎二等獎（位列第二）以及上海市科技進步一等獎（位列第二） 。 參與中國《原發性肝癌診療規范》2011版、2017版和2019版的制定 。 近年來主要的科研方向聚焦于利用磁共振和雙能CT新技術研究腦、肝臟和胰腺鐵沉積的定量測定、肝鐵和脂肪的準確分離 ， 發表相關SCI論文二十余篇 ， 包括在影像學領域一區的權威雜志《Radiology》、《EuropeanRadiology》以及磁共振領域的權威雜志《JournalofMagneticResonanceImaging》、神經影像權威雜志《HumanBrainMapping》等發表文章 ， 并在《JournalofMagneticResonanceImaging》上發表特邀綜述“IronDepositionQuantification:ApplicationsintheBrainandLiver” 。 在神經影像學方面 ， 聚焦神經變性疾病 ， 研究鐵沉積的定量測定在帕金森病的診斷、不同亞型的鑒別等方面的價值 ， 同時和人工智能結合 ， 提取有助于早期診斷帕金森病的影像學特征 ， 以期建立帕金森病診斷以及療效預測的模型 。 此外 ， 也聚焦于國產磁共振設備的綜合評價和示范應用 ， 在全國范圍內開展廣泛的需求調研 ， 并建立了科學、完整的評價體系 ， 從設備性能、臨床應用、使用體驗及服務體系等多方面開展評價 ， 以期形成全面客觀的MR產品綜合評價報告 ， 為國家制定政策提供依據 ， 更好地指導國產設備廠家不斷提升產品的競爭力 。