学术动态｜解决DBS手术缰核和Gpi靶点显影难题瑞金医院磁共振成像方案研究发表

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神外前沿

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【学术动态｜解决DBS手术缰核和Gpi靶点显影难题瑞金医院磁共振成像方案研究发表】神外前沿讯， 2020年9月，上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科严福华教授团队和功能神经外科李殿友团队在磁共振成像领域专业杂志《magneticresonanceimaging》（2020年影响因子/JCR分区:2.053/Q3）上发表题为“Imagingpatientspreandpostdeepbrainstimulation:Localizationoftheelectrodesandtheirtargets”的研究论文，设计了一套磁共振成像方案，为今后DBS患者术前靶点和术后电极位置精确显示提供了重要科学线索和理论支撑。
上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科物理师李彦和韦恩州立大学博士SagarBuch为共同第一作者，上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科严福华教授为通讯作者。
近年来，脑深部电刺激作为一项新技术，在运动障碍疾病，如帕金森病、肌张力障碍、特发性震颤，及精神类疾病，如强迫症、抑郁症中应用广泛。通过将电极植入脑内特定靶点，如内侧苍白球GPi、缰核Hb ，并向核团发送电刺激，以调控异常神经环路，达到治疗效果。

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然而， DBS手术疗效好坏高度依赖于核团的精确定位和电极的精确植入。缰核体积较小，定位困难；内侧苍白球GPi难以通过传统的成像技术与周围组织分辨，易导致电极植入位置偏移。术后CT复查时，软组织间低对比度使得靶点显像困难。
为对缰核及DBS电极精确定位，以及提高GPi和GPe的对比度，放射科严福华教授团队和功能神经外科李殿友团队通过收集MPRAGET1W和2DFSET2W影像数据以对缰核和DBS电极定位，以及3DME-GREQSM来提高GPi和GPe对比度并进行数值模拟以揭示给定序列的DBS电极的预期伪影。研究结果表明MPRAGET1W,FSET2W,和GRE图像的信噪比分别为20.1±8.1,14.9±3.2,and43.0±7.6 。高分辨MPRAGET1W和FSET2W对缰核显示都较好，并可以互相补充。在25例MPRAGET1W图像中，缰核的Rose可见度评分为5.28±1.11；20例FSET2W图像中，缰核的可见度评分为5.78±1.30 。基于ME-GRE重建的定量磁化率图像（quantitativesusceptibilitymapping,QSM）对GPi和GPe能够进行区分显示，其磁化率分别是0.087±0.013ppm和0.115±0.015ppm 。相较于MPRAGET1W和GRE序列， FSET2W序列引入的电极伪影最小，具体表现为图像中测得的电极直径更接近于真实值。在这三种图像中测得的电极直径分别为2.77±0.22 ， 2.72±0.20和1.91±0.22mm 。高分辨率、高带宽、短TE值的GRE序列可以把伪影局限在电极周围，而且GRE序列相位图中高磁化率物质的双极效应有助于进一步精确定位DBS电极。

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本研究提出的MRI成像方案包括MPRAGET1W,FSET2W和ME-GRE三种序列，实现了清晰显示缰核、Gpi靶点，以及对DBS术后病人电极的精确定位。 GRE序列相位图中的双极效应虽然在电极周围引入了伪影，却也巧妙地指示出了电极末端所在的位置。
主要作者简历

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严福华，上海交通大学医学院附属瑞金医院放射科教授，主任，博士生导师。上海交通大学医学院医学影像系主任。为中华放射学会十三届、十四届委员会委员，第十五届委员会常委，磁共振专业委员会主任委员。中国医师协会放射医师分会第四届委员会副会长。中国装备协会磁共振应用分会常委。国际心血管CT协会中国区委员会副主任委员。国家心血管病专业质控中心心血管影像专家委员会委员。上海市生物医学工程学会放射医学工程专业委员会主任委员。上海医学会放射学分会副主任委员。瑞金医院国家临床重点专科“医学影像专科”负责人。国家“十三五”重点研发计划首席科学家。从事影像诊断30年，擅长体部影像诊断。作为负责人共获得科技部重点研发计划专项一项，科技部重点研发计划专项的课题一项，国家自然科学基金面上项目5项，上海市科委项目五项。曾经获得国家科技进步二等奖（位列第三）、中华医学科技奖二等奖（位列第二）以及上海市科技进步一等奖（位列第二）。参与中国《原发性肝癌诊疗规范》2011版、2017版和2019版的制定。近年来主要的科研方向聚焦于利用磁共振和双能CT新技术研究脑、肝脏和胰腺铁沉积的定量测定、肝铁和脂肪的准确分离，发表相关SCI论文二十余篇，包括在影像学领域一区的权威杂志《Radiology》、《EuropeanRadiology》以及磁共振领域的权威杂志《JournalofMagneticResonanceImaging》、神经影像权威杂志《HumanBrainMapping》等发表文章，并在《JournalofMagneticResonanceImaging》上发表特邀综述“IronDepositionQuantification:ApplicationsintheBrainandLiver” 。在神经影像学方面，聚焦神经变性疾病，研究铁沉积的定量测定在帕金森病的诊断、不同亚型的鉴别等方面的价值，同时和人工智能结合，提取有助于早期诊断帕金森病的影像学特征，以期建立帕金森病诊断以及疗效预测的模型。此外，也聚焦于国产磁共振设备的综合评价和示范应用，在全国范围内开展广泛的需求调研，并建立了科学、完整的评价体系，从设备性能、临床应用、使用体验及服务体系等多方面开展评价，以期形成全面客观的MR产品综合评价报告，为国家制定政策提供依据，更好地指导国产设备厂家不断提升产品的竞争力。

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