术前功能磁共振成像：机遇与挑战

美国MD安德森癌症中心影像物理学教授刘鹤龄及团队在MDACC DI newsletter发表文章，介绍fMRI术前功能定位在美国临床应用情况，以及面临的机遇和挑战。

术前功能磁共振成像：机遇与挑战

我们正在提高功能磁共振成像能力，并将于2015年安装在整个临床领域处于领先地位的3T MRI扫描仪用于影像诊断。与我们当前平台相比，新的扫描仪将拥有更多通道数的头部线圈(比如32通道)以及更稳定的发射/接收系统和梯度系统，从而增强激活检测的敏感性。新的扫描仪将采用“宽口径”(70cm）。配合新配置的MR病人视听演示系统，可以提高患者扫描舒适度以及配合程度。

功能磁共振成像自发现至今20多来已经广泛应用于临床治疗以及神经科学的研究。临床应用中，对功能区的术前定位（如语言，视觉和运动皮层）似乎是这一先进的MR神经成像技术最有前景的应用。2014年十一月《AJNR新闻摘要》关注这一话题：“Presurgical Mapping with fMRI and DTI: Soon the standard of care”， 在这篇文章中，Wade Mueller和John Ulmer发现，在不进行功能磁共振成像（fMRI）/扩散张量成像（DTI）术前磁共振的情况下，有39%的患者出现功能性障碍（术后1个月内）；但进行过术前fMRI／DTI扫描的33例高危后额叶肿瘤切除术患者中，只有7%的患者出现功能性障碍。在MD安德森癌症中心，当神经外科医生要求时，影像诊断部门会提供术前功能磁共振定位图像。

Ed Jackson博士和神经放射学家、神经外科医生以及神经心理学家组成的团队已经在术前功能磁共振领域工作超过十年。他和Ping Hou博士以及其他团队成员自2004年开始已经完成了超过850项fMRI研究。当前的研究采用动态血氧依赖水平(BOLD)成像技术，运用T2加权EPI序列进行任务态扫描，共三个任务模块，每个模块持续3-5分钟。在每个模块中，病人进行几个循环的语言或运动相关的任务，每2-4秒进行一次全脑扫描。图像采集之后，我们运用图像分析和复杂建模统计出与患者任务状态相对应的功能区激活。在功能磁共振成像之外我们还进行了高分辨率的DTI成像，用来构建如皮质脊髓束、弓状纤维束等神经纤维。然后将这些图像重叠到高分辨率的解剖结构MR图像上，由磁共振物理学家，神经放射学家和神经外科医生共同确定最佳的手术方案，使术后局部神经功能损伤程度最小化。

MD安德森癌症中心正在进行多个研究和质量改进项目，旨在提高术前fMRI信息获得的灵敏度和准确性。获得一个好的fMRI研究成果面临的挑战包括：准确的功能定位和避免假阴性\假阳性检测结果。这些改进可以通过改变数据采集方式，后处理或刺激模式以及患者本身实现。我们正在进行一个QIAC项目，旨在通过提高患者参与度来提高整体的质量。对于fMRI／DTI数据分析，我们将开发出更加人性化，能够加速处理通道和提供增强3D渲染效果的软件，从而更方便地与合作者共享，包括神经外科，手术室以及神经心理学专家。MD 安德森癌症中心也是目前fMRI和DTI多功能临床试验中心的一份子(PI: Rivka Colen, MD)，旨在评估这些技术对神经外科领域和手术室的影响。最后，准确和高效的术前定位一直是我们团队的努力方向，这不仅需要内部通力合作（包括与神经放射学家、物理学家、医学成像技术人员的合作），还需要跨部门密切合作（与神经外科医生和神经心理学家合作）。