当前位置:首页 / 新闻动态 / 科普园地

多模态融合技术在精准神经外科治疗时代的应用价值

TIME:2022-04-22READ:758
今天刊登的是,由首都医科大学附属北京天坛医院神经外科张力伟教授在《中华神经外科杂志》2018年第四期“述评”上发表的多模态融合技术在精准神经外科治疗时代的应用价值”,欢迎阅读。


多模态融合技术在精准神经外科治疗时代的应用价值


在神经外科的历史发展中,技术的变革往往给治疗结果带来革命性的变化,辅助技术的发展特别是先进影像学技术的应用已经开始指导临床的诊断和治疗[1-2]当今,多种影像学的成像模式和新技术与外科手术的交融正在改变神经外科的诊疗模式,神经外科医生从关注病变对大脑解剖结构的改变,逐渐发展到关注病变对脑神经功能的影响。

在神经外科发展的不同历史时期,对神经解剖结构和脑功能的认识有了很大的不同,神经外科的发展变化也同其他学科一样具有明显的时代和科学变革的特征。目前,神经外科最大的变化就是将先进的技术和脑功能的保护意识融入到学科的发展过程中,改变了诊疗模式,提升了诊疗效果和研究水平。在当今的精准医学时代,多模态融合技术在神经外科治疗中的应用价值已清晰显现。



一、精准医学时代对神经外科的精准治疗提出更高的要求


目前,医学模式的变化正在影响着神经外科医生的临床思维和诊疗方式,特别是精准医学的兴起,让以患者为中心的个体化精准治疗变为医学工作的方向。精准医学是整合多种医学理念的一种新的医学模式,其重点在“精准”二字,实现精准就需要多种技术交叉融合,取长补短,相互推动。精准医学的特点主要体现在医学模式的创新和医学技术的进步两个方面[3]

医学模式的创新就是依据患者体内的生物学变化和临床特征,给予患者个体化的临床医疗策略,同时关注医疗策略对患者完整诊疗过程的效果和卫生经济学的价值;而医学技术的进步更多表现在多组学技术的发展和进步,如基因组学、蛋白质组学、代谢组学以及影像组学对单一个体的差异化诊治的精准影响[2]

精准外科手术治疗就是将多模态影像技术与先进的手术设备相结合应用到个体化手术治疗的新方式,从而更加丰富了精准医学模式的含义。神经外科是最能体现精准医学模式的学科,因为人体大脑的结构和功能的复杂性,决定了该学科的特点就是精准治疗。只有精准治疗才有可能保护患者的神经系统高级功能,如语言、认知、情感、记忆等,这是其他学科所不具备的。

如何进行精准外科治疗,通过多模态影像组学技术把各种神经功能和病变的关系整合到外科手术平台上,通过术中精准定位,选择合适的个体化手术入路,在术中神经电生理监测的指导下,最大程度地切除病变和最安全地保护神经功能,使术者在术前、术中以及术后清楚地了解患者的神经功能变化,从而做到有的放矢、游刃有余。



二、多模态影像融合技术的临床应用价值


随着科学技术的发展,围绕着生命和健康领域的医学研究越来越多,特别是影像学技术的发展和进步,从X线到气脑造影术,从脑血管造影术到CT扫描、磁共振(MRI)、正电子发射断层显像术/X线计算机体层成像(PET/CT)、单光子发射计算机断层显像术(SPECT)、超声成像、光学成像等,医学影像学技术已经从静止的解剖学成像技术转变为功能成像、分子成像、代谢成像,为神经外科的快速发展起到极其重要的作用。

但是,随着对疾病的认识越来越深入,单一的成像技术无论是MRI还是SPECT均有其局限性,不能从多维度、多模式、多序列了解疾病的生物学变化以及病变与机体结构和功能的整体关系。多模态医学影像融合技术是医学图像处理的一个重要研究方向,在指导临床诊断、放射治疗、手术方案的制订等方面有着广泛的临床价值。

医学影像技术的融合和应用在神经外科的发展中起着越来越重要的作用,不同的成像技术根据不同的临床需求可以提供不同模态的医学图像。多模态影像融合技术就是通过融合多种成像技术,把多种模态的图像信息整合在一个平台,以服务于临床治疗和研究。它不是简单的影像模态的堆积,而是不同模态的信息相互交叉、相互补充,将脑部的解剖信息和脑功能与脑组织代谢结合一起,获取不同模态图像的优点或互补性的新图像技术。

脑解剖结构图像拥有较高的空间分辨率,能够提供脑组织的解剖结构信息,但无法反映脑组织的功能信息脑功能结构图像能够提供脑功能的代谢信息,但空间分辨率较差,无法显示病变组织的解剖细节。因此,两种方式的结合可以充分利用不同类型的医学图像对病灶信息进行互补性描述,使得神经外科手术由过去的看得见,变为看得准、看得清。



三、多模态融合技术在神经外科的应用


神经外科治疗的理想方式就是在保护患者脑功能的前提下如何给予患者更好的治疗模式。神经外科医生每次制定外科治疗方案时,都要面临着如何平衡脑功能与病变切除程度的关系,神经外科的前辈们为此付出了艰辛的努力,但是历史让他们的理想永远变成了梦想。随着精准医学时代技术的发展与变革,多模态影像技术的融合是真正意义的精准神经外科时代的到来。精准神经外科就是在尽可能切除病变的同时,最大限度地保留患者的神经功能,比如运动、语言、记忆、认知等重要神经功能。


如何实现这一完美的目标,当今在多模态影像指导下的神经外科手术,不仅包括神经导航,还引入了更多新的影像模态和技术[4],使影像指导下的手术呈现“多信息化”趋势,目前主要包括功能磁共振成像(fMRI)、弥散张量成像(DTI)、11C-蛋氨酸PET/CT与术中MRI结合、术中超声实时成像融合、神经电生理监测与导航结合、异性荧光成像技术提供较高的敏感性和实时图像等,使肿瘤与脑组织的界限更加清晰;分子影像表明了肿瘤的代谢程度,无论是手术还是活检肿瘤的目标更加明确。

多模态神经导航技术不仅可以和不同解剖影像进行融合,而且还可以将脑功能和代谢信息进行数字化融合,具有精准、高效定位的优势。现代手术的优势在于将先进的技术优势进行整合,智能化更高,减少了人为误差,使治疗效果更好,患者的生命质量更高。正因为如此,今天的神经外科已经没有解剖部位的手术禁区,但是目前还存在功能禁区,有些手术还会给患者带来更多的功能影响和障碍,未来仍有需要我们不断研究和完善的技术和方法。



四、未来面临的问题和挑战


随着精准医学时代的到来,多模态融合技术指导下的神经外科手术在给患者带来更好治疗效果的同时,又伴随着手术繁琐、手术时间延长以及医疗成本增加等弊端。我们只关注技术的变革带来的学科发展,而忽略了中国的社会现状,中国医疗目前存在着明显的地域差距,尚不能做到医疗的均质性,医疗技术水平的不均衡不断加大,大医院围绕着新技术的应用不断投入,成本不断加大,使医患之间的供需矛盾越发突出。如何破解上述问题,尚需医生和职能部门共同努力。

科学技术的发展一定带来医学领域技术的飞跃和突破,技术依然主导着外科手术,医学模式不断在发展创新,互联网加医疗、大数据、人工智能、智慧医疗等不断颠覆着传统的医学。我们无需盲目夸大或否定一门技术,未来一定会不断出现新的医学模式,让我们拭目以待,未来的路还很长,尚需不断地探索和研究。 


参考文献


[1]张力伟. 精准医学时代带给脑干胶质瘤治疗的新模式[J].中华神经外科杂志,2017,33(5):433-435. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-2346.2017.05.001.

[2]张力伟, 李德岭, 泮长存, 等. 神经外科与“脑科学研究”[J].中华医学杂志,2013,93(39):3091-3092. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2013.39.002.

[3]刘雷. 中国精准医学的发展[J].科学(上海),2016,68(6):22-26. DOI: 10.3969/j.issn.0368-6396.2016.06.009.

[4]Bernardo A. The Changing Face of Technologically Integrated Neurosurgery: Today's High-Tech Operating Room[J]. World Neurosurg, 2017,106:1001-1014. DOI: 10.1016/j.wneu.2017.06.159.


-END-


本文源自互联网,如有侵权,请联系删除!

Contact us联系我们

您的姓名
 请输入您的姓名
联系电话
 请输入您的手机号
描述内容
请输入留言内容
13501853319

服务热线 HOTLINE

  • 客服咨询

  • QQ咨询

  • 联系电话

    13501853319

  • 在线留言

  • 微信新浪微博QQ好友QQ空间