脑功能成像和神经专场
杨岷,石晶晶,祝婷婷,明桥
会议3天日程内共安排了3个场次共40多位专家学者做了关于脑功能和神经MRI的主题报告。第四军医大学樊代明院士、南京军区南京总医院卢光明教授、中国人民解放军总医院的马林教授、中山大学附属第一医院罗柏宁教授、山东医学影像学研究所赵斌教授、中科院化学所的高明远教授、中国科学院分子影像重点实验室主任田捷教授、中国科学院深圳先进技术研究所郑海荣教授、美国杜克大学医学中心David S. Enterline、北京医院陈敏教授、北京同仁医院鲜军舫教授、第四军医大学西京医院印弘教授、天津市儿童医院李欣教授等做专题讲座。
卢光明教授的讲座“功能磁共振成像十年进展”全景报道了近10年来国内外功能磁共振(fMRI)的进展情况,他指出fMRI重要理论有脑默认模式活动,(脑)连接组学;重要技术有脑局域性质分析指标,脑(功能)连接性质分析指标,模式识别与模式分类。多模态技术融合是fMRI的发展模式,它的意义在于模态互补,提供更全面的观察诊断信息。应进一步提高fMRI的诊断敏感性,促进对脑活动机制的理解。卢教授团队将多模态技术应用于研究肾移植患者的脑功能变化,比较了肾移植术后脑默认网络功能结构的动态变化,发现功能的改善早于结构改善。国内fMRI的发展形势包括方法学研究和应用研究两个方面。卢教授指出静息态fMRI是近10年来fMRI最主要的发展领域,多模态联合、大数据是fMRI重要发展方向,多学科联合是fMRI研究的有效开展模式。
朱文珍教授为卢光明教授颁发讲座证书
中国与西方人的大脑存在明显的形态学差异,但是目前以中国人为被试开展的脑与认知科学研究仍然使用西方人的脑模板(例如MNI152等),这可能引起定位偏差,甚至导致结果错误。针对这一问题,李坤成教授团队在10年前在国家“863”计划资助下,由国内15家三级甲等医院共同参加,完成一项1.5T 磁共振成像脑结构数据采集,搜集近3000例志愿者,并集中测量了多种脑结构的正常值,文章集中发表于《中华放射学杂志》和《中国医学影像技术》杂志上。李坤成教授团队与香港中文大学查尔斯王子医院医学影像计算研究中心的王德峰和石林教授团队合作,开发了中国成年人脑图谱,命名为“Chinese2020”,并定义和标记了中国人标准脑空间及相应脑区。同时,为不同年龄段和性别的中国人群构建了概率脑模板。验证实验的结果显示,与配准到西方人脑模板相比,将具体中国人脑配准到本次构件的“Chinese2020”上,脑结构的形变更小;与基于AAL模板的海马分割相比较,基于“Chinese2020”模板对中国人脑MRI的海马分割的准确率更高。这些结果说明,该图谱表达中国人群大脑形状和大小的效果更佳。
朱文珍教授的科研团队亦就DKI各参数在胶质瘤分级诊断中的价值进行了研究,同时还探讨了其与细胞核增殖相关抗原(Ki-67)的相关性,他们的研究发现DKI在胶质瘤分级诊断及预测细胞增殖活性上均具有重要价值,其中平均峰度(MK)、峰度各向异性(Ka)及径向峰度(Kr)优于平均扩散(MD),而分数各向异性(FA)价值较低,这些结论将为个体化治疗方案的制定提供理论依据。
罗柏宁教授的演讲题目“动脉自旋质子标记(ASL)技术对BAVM局部脑组织灌注情况分析”。他们认为ASL技术不但可以清晰直观地显示畸形血管团内及周边脑组织血流动力学情况,并且其能提供具体rCBF值并进行测量,可以作为BAVM手术前后诊断、评估、追踪复查的一种新方法。马林教授的团队应用DTI技术评估视神经脊髓炎患者视神经病变,发现框内段视神经FA值的下降,特别是后段视神经脊髓炎的FA值降低,是提示视神经脊髓炎相关视神经损害的一个重要线索,FA值的定量分析在视神经脊髓炎的诊断与评估中具有重要意义。
韩樱教授和王健教授分别综述了影像技术在Alzheimer’s病(AD)研究中的应用以及基于fMRI和sMRI的AD研究进展。深化对AD病多模态影像诊断的认识以及影像检查在AD鉴别诊断中的重要作用。刘勇教授则进一步从技术层面重点阐述了Alzheimer’s病脑网络研究进展。
王玮教授团队采用功能磁共振成像纵向对比观察海洛因成瘾者在美沙酮维持治疗过程中与复吸行为有关的脑功能模式特征和脑白质微结构特征,初步探究复吸发生的潜在神经生物学机制。王玮教授指出美沙酮维持治疗过程中,存在复吸风险的患者本身具有较高的与渴求诱导的奖赏和记忆有关的脑功能活动、较差的大脑白质完整性和异常的默认功能网络组织模式,且这种异常的脑白质的完整性和功能改变与较高的渴求和复吸频率有关。因此,渴求和记忆相关脑区异常增高的活动、降低的脑白质完整性和异常的默认功能网络组织模式可能是美沙酮维持治疗过程中,海洛因成瘾者复吸行为发生的潜在神经生物学基础,可能能够成为海洛因复吸风险预测的指标,且为治疗海洛因成瘾和降低复吸率提供新的思路和可靠靶点。
王维教授团队进行糖尿病脑功能磁共振研究发现2型糖尿病(T2DM)以及2型糖尿病合并代谢综合征对大脑结构和功能有影响,特别影响胰岛素受体丰富的结构。另外,代谢综合征能增高T2DM患者胰岛素抵抗水平,从而加重脑结构损伤。
尹建忠教授介绍了局灶性癫痫多种成像方法的诊断价值,特别强调了静息态功能磁共振的临床应用潜力。静息态fMRI空间分辨力高,可精确定位致痫灶,对新皮层隐匿性病灶的显示以及颞叶癫痫均有较高的诊断价值,有助于致痫灶的精准定位及术后监控。
马国林教授的演讲题目“颅神经增强的MRI表现”。他指出:肿瘤、自身免疫性疾病、炎症、脱髓鞘、缺血、创伤、辐射和轴突变性等均可引起颅神经的血-神经屏障破坏,从而导致颅神经的异常强化。他观察了大量正常以及受累颅神经的强化特征,为大家展示了许多精彩的病例。他的研究表明对比增强MRI是检测和表征颅神经疾病的重要手段,MRI上颅神经异常强化有时是潜在疾病过程的第一或唯一征象。
复视是临床常见表现,涉及眼科、神经科及内分泌科等多个学科,鲜军舫教授指出诊治的首要问题是查明其责任病变的位置及性质,并在讲座中规范了复视及眼球运动障碍患者的影像学检查流程、磁共振检查方法及正确的分析思路。
现有的胶质瘤的诊断与治疗是两个独立的过程,不能满足临床医生在诊断的同时进行治疗及治疗的过程中对药物疗效进行实时监控的要求。为了适应上述要求,余永强院长的科研团队设计和制造了具有胶质瘤靶向药物递送、磁共振成像、可控性药物释放于一体的多功能共聚物胶束(简称ANPs/CPT)用于胶质瘤的体内外研究。他们的结果表明ANPs/CPT可穿透血脑屏障,靶向递送抗胶质瘤的药物CPT,而显示出良好的治疗效果;亦可用于胶质瘤的诊断、实时监测药物在肿瘤组织中的富集、在各器官中的代谢及生物分布;此外,含二硫键的CPTM单体具备可控性释放的功能。
经颅磁刺激与血氧水平依赖性功能磁共振成像的联合,称为交互式经颅磁刺激功能磁共振成像(TMS-fMRI),这项新技术可以通过血流中去氧血红蛋白和氧合血红蛋白的比例变化实时反应神经活动,实时反应大脑的功能连接与神经传导。母其文教授对目前国际上关于TMS-fMRI的研究进展进行综述,对未来的研究方向进行探讨,并提供其在脑卒中、抑郁症、小儿脑瘫等患者中的初步研究情况。