华山医院3T 术中磁共振（iMRI）数字一体化神经外科手术室

 

胶质瘤是中枢神经系统最常见的肿瘤，年发病率约为6.4/100,000。国内的流行病学调查显示，胶质瘤约占原发脑肿瘤的29.78%。WHO将胶质瘤按恶性程度分为4级，其中以高级别胶质瘤（WHO III-IV级）居多，约占所有胶质瘤的77.5%。目前对于胶质瘤尤其是老年、高级别胶质瘤的治疗效果尚不满意，其中胶质母细胞瘤（WHO IV级）生存时间为12.2-18.2个月。中国恶性胶质瘤诊断治疗共识和美国中枢神经系统肿瘤治疗指南都明确推荐，胶质瘤治疗的首要步骤是采取手术实现“最大程度安全切除”（Maximal Safe Resection）。高场强iMRI数字一体化神经外科手术代表了世界神经外科的未来，其借助数字化医学影像技术，数字化手术设备与显微器械，医疗信息的网络化集成与共享等关键技术，实施精确、定量、实时的颅脑手术。这是目前最安全、彻底、高效的脑肿瘤个体化外科解决方案。华山医院自2010年十月引进并建成集成了3.0T高场强术中磁共振系统的数字一体化手术室（图1-3）。由周良辅院士、毛颖院长领衔组建了一支由神经外科医师、神经影像医师、神经麻醉医师、神经电生理技术人员、数字医学研究人员、护理人员组成的跨学科临床及转化医学研究团队（图4）。至2014年底已在华山医院3T iMRI数字一体化神经外科手术室完成各类术iMRI导航手术1172例。iMRI及多模态脑功能定位技术的应用，使得脑胶质瘤的全切率从54.39%提高到83.34%（P=0.0008）；并使得功能区脑肿瘤的手术致残率从15.3%下降至5.6%，围手术期死亡率为零。此外，该术中磁共振系统在非手术时段，还进行各类神经外科病人的术前诊断性扫描，术前导航计划及术后随访扫描，至2014年底共行诊断性影像扫描33485人次。

 

图1 华山医院3T iMRI数字一体化神经外科手术室3D示意图

 

图2 华山医院3T iMRI数字一体化神经外科手室虚拟场景图

 

图3 华山医院3T iMRI数字一体化神经外科手室实地照片

 

图4 华山医院3T iMRI数字一体化神经外科手术团队主要成员

 

在科研方面，⑴我们基于该3.0T术中磁共振系统在国际上首先注册并开展了iMR在胶质瘤手术治疗中的临床有效性RCT（NCT01479686），目前已有入组病例150余例，中期结果证实了iMRI技术有助于提高脑胶质瘤的手术全切除率，对于功能区高级别脑胶质瘤，6个月的PFS有显著延长。对于低级别脑胶质瘤，远期随访正在进行。《3.0T术中磁共振在脑胶质瘤手术中的应用：前瞻性、随机、三盲对照临床试验的中期报告》于2013年10月在全美的神经外科医师协会（CNS）年会上做大会发言，并获得年度神经肿瘤奖（Journal of Neuro-Oncology Award）；⑵静息态功能磁共振成像（r-fMRI）；⑶Hardi和DSI脑白质纤维束成像；⑷脑网络的结构与功能连接研究；⑸脑语言功能保护与语言网络的代偿机制研究；研究本团队基于术中磁共振系统目前已在国内外核心期刊发表论文178篇，其中SCI收录146篇，单篇最高影像因子10.266。《磁共振安全的数字一体化神经外科手术系列辅助设备》获2013年第二十五届上海市优秀发明选拔赛金奖。

以下列出部分论文

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2.       Wu JS, Lu JF, Gong X, Mao Y, Zhou LF: Neuronavigation surgery in China: reality and prospects. Chin Med J (Engl) 125:4497-4503, 2012. (IF=0.983)

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5.       Zhang J, Lu JF, Wu JS,YaoCJ, Zhuang DX, Qiu TM, Mao Y, Zhou LF. A unique case of Chinese language and music dissociation with tumor located in Broca's area: Multimodal mapping for tumor resection and functional preservation. Clin Neurol Neurosurg (IF=1.43) In Print, DOI:10.1016/j.clineuro.2013.07.011

6.       Lu JF, Wu JS, Yao CJ, Zhuang DX, Qiu TM, Hu XB, Zhang J, Gong X, Liang WM, Mao Y, Zhou LF. Awake language mapping and 3-Tesla intraoperative MRI guided volumetric resection for gliomas in language areas. Journal of clinical neuroscience.2013. DOI: 10.1016/j.jocn.2012.10.042 (IF=1.247)

7.       Lu JF, Zhang H, Wu JS,YaoCJ, Zhuang DX, Qiu TM, Jia WB, Mao Y, Zhou LF. “Awake” intraoperative functional MRI (ai-fMRI) for mapping the eloquent cortex: Is it possible in awake craniotomy? Neuroimage:Clinical, 2013,2:132-142.

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10.    Dong-Xiao Zhuang, Ying-Chao Liu, Ying Mao, Liang Gao, Hai-Shi Zhang, Shi-Hai Luan, Feng-Ping Huang, Qing-Quan Li. TMZ-induced PrPc/par-4 interaction promotes the survival of human glioma cells. International Journal of Cancer 2012;130(2):309-318. ( IF 5.444)

11.    Qiu TM, Yao CJ, Wu JS, Pan ZG, Zhuang DX, Xu G, Zhu FP, Lu JF, Gong X, Zhang J, Yang Z, Shi JB, Huang FP, Mao Y, Zhou LF: Clinical experience of 3T intraoperative magnetic resonance imaging integrated neurosurgical suite in Shanghai Huashan Hospital. Chin Med J (Engl) 125:4328-4333, 2012. (IF=0.983)

12.    Qiu TM, Zhang Y, Wu JS, et al. Virtual reality presurgical planning for cerebral gliomas adjacent to motor pathways in an integrated 3-D stereoscopic visualization of structural MRI and DTI tractography. Acta Neurochir (Wien), 2010, 152:1847-1857. (IF=1.634)

13.    Qiu TM, Chen L, Mao Y, Wu JS, Tang WJ, Hu SN, Zhou LF, Gu YD. Sensorimotor cortical changes assessed with resting-state fMRI following total brachial plexus root avulsion. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2013.(Accepted)(IF= 4.924)

14.    Wu JS, Lu J, Zhang H, Zhang J, Mao Y, Zhou L: Probabilistic map of language regions: challenge and implication. Brain, 2014. (IF=10.226)

15.    Wu JS, Gong X, Song YY, Zhuang DX, Yao CJ, Qiu TM, Lu JF, Zhang J, Zhu W, Mao Y, Zhou LF: 3.0-T intraoperative magnetic resonance imaging-guided resection in cerebral glioma surgery: interim analysis of a prospective, randomized, triple-blind, parallel-controlled trial. Neurosurgery 61 Suppl 1:145-154, 2014. (IF=3.398)

16.    Huang Z, Wang Z, Zhang J, Dai R, Wu JS, Li Y, Liang W, Mao Y, Yang Z, Holland G, Northoff G: Altered temporal variance and neural synchronization of spontaneous brain activity in anesthesia. Hum Brain Mapp, 2014, 35(11):5368-5378. (IF=6.878)

17.    Aibaidula A, Lu JF, Wu JS, Zou HJ, Chen H, Wang YQ, Qin ZY, Yao Y, Gong Y, Che XM, Zhong P, Li SQ, Bao WM, Mao Y, Zhou LF: Establishment and maintenance of a standardized glioma tissue bank: Huashan experience. Cell Tissue Bank, 2014. DOI 10.1007/s10561-014-9459-4 (IF=1.171)

18.    Tan WL,Huang WY, Yin B, Xiong J, Wu JS, Geng DY: Can diffusion tensor imaging noninvasively detect IDH1 gene mutations in astrogliomas? A retrospective study of 112 cases. AJNR Am J Neuroradiol 35:920-927, 2014. (IF=3.167)

19.    Zhu F, Tian Y, Zhu W, Gu Y, Xu B, Wu JS, Mao Y, Zhou L: Application of 3.0T intraoperative high-field magnetic resonance imaging guidance for the surgery of arteriovenous malformation within eloquent areas. Chin Med J (Engl) 127:1180-1182, 2014. (IF= 0.901)

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27.    朱凤平, 吴劲松, 毛颖. 脑血管重建术与围手术期脑血流监测. 中华神经外科杂志, 2012,28:319-321.

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30.    邱天明, 吴劲松, 庄冬晓, 姚成军, 路俊锋, 朱凤平, 等. 静态功能磁共振分析方法在脑胶质瘤术前语言皮质定位中的初步应用. 中华神经外科杂志, 2012, 28(12):1196-1200.

31.    章捷, 路俊锋, 吴劲松, 姚成军, 庄冬晓, 邱天明, 龚秀, 毛颖, 周良辅. 多模态技术定位额叶语言功能皮质：弓状束纤维追踪与功能磁共振在定位额叶语言皮质中的比较研究. 中华神经外科2012, 28(12):1192-1195.

32.    卢云鹤,吴劲松.模型校正技术在纠正神经导航脑移位中的研究进展.中华神经外科杂志.2011,27(6):644-647.

33.    卢云鹤,吴劲松,姚成军,毛颖,周良辅.术中磁共振实时影像导航下穿刺活检术的临床初步应用.中华神经外科杂志,2010,26(4):295-298.

34.    郭俊,黄峰平.磁共振波谱在胶质瘤诊治中的应用.中华神经外科杂志,2012，28(5): 532-534.