2025年09月10日发布 | 2463阅读

【磁源溯影】专访季楠教授:“所见即所得”,无液氦脑磁图精准护航脑功能保护

季楠

首都医科大学附属北京天坛医院

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近年来,随着多模态影像与新兴神经调控技术的不断发展,神经外科在脑疾病诊疗中的角色正在悄然转变。从传统的开颅切除,到功能保护理念的深入,再到无液氦脑磁图在诊疗全流程中的应用,临床正在探索更精准、更个体化的治疗路径。
脑医汇-神外资讯特邀首都医科大学附属北京天坛医院神经外科季楠教授,解读无液氦脑磁图在神经外科的临床实践,分享其在功能保护与患者全程管理中的价值与前景。更多精彩内容,请随我们一同走进本期专访。


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天坛医院神经外科作为国内乃至国际神经外科领域的重要高地,在疑难重症脑肿瘤诊治、功能区保护及技术创新等方面都处于领先地位。您所在的团队在这一平台上开展了哪些具有代表性的研究与临床工作?

季楠教授:

我们团队在基础研究和临床上主要做两个方向,一个是胶质瘤的综合治疗,尤其是免疫治疗,另一个是新技术和医疗器械的临床转化。今天既然谈功能保护,我想先说说理念。生存期当然重要,但病人的生活质量同样关键。

在功能保护方面,我们做了几件工作。第一是利用脑磁图进行术前功能定位。对胶质瘤来说,手术目标是最大程度的安全切除,尽量减轻肿瘤负荷,延长患者生存期。第二是安全性切除,尽可能保留功能。术前必须“知己知彼”:除了明确肿瘤位置,更要精准定位功能区。功能磁共振在运动功能定位上基本可靠,但在语言和高级认知方面存在局限。饶毅校长在文章里说过,功能磁共振看到的不是“一朵花”,而是“一片花园”,而且还是“一周的花园”,不是“此刻的花园”。这说明它的时间分辨率不够高。语言涉及的脑区很多,激活往往以秒为单位,而功能磁共振是分钟级的,所以容易捕捉不到。

因此,术中常用唤醒手术来保护语言功能。大家熟悉的拉小提琴的病例,就是为了保护一些高级功能。我们现在使用的脑磁图,它在语言功能定位上更加直接,基本所见即所得,不需要大量后期处理。目前我们已经完成了80例,三个月复查时病人基本都没有语言功能障碍。我们还建立了音乐功能的范式,在一些需要保留音乐能力的病人身上也已经应用,效果很好。

除此之外,我们采用多模态的功能保护方法。术前有脑磁图,术中有电生理监测,同时结合DTI(弥散张量成像)做皮层下纤维束的定位,再通过术中导航把这三项技术串联起来,基本能实现高效的神经功能保护。


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近年来,您的团队在临床中引入了包括超导脑磁图(SQUID-MEG)与无液氦脑磁图(OPM-MEG)在内的先进功能成像技术。相比传统的fMRI等方法,这些新技术在定位精度、操作效率和临床适应性等方面带来了哪些重要突破?目前在哪些临床应用场景中,这些优势已初步显现?

季楠教授:

传统脑磁图是非常好的技术,四十多年一直在用,完全无创,是被动探测,不需要额外激发。问题在于两个方面:对环境干扰敏感,还有维护和建设成本高。我们以前的设备,地铁一开,效率就明显下降,每年的维护费用也很高,还要专门的屏蔽室,限制了临床的推广。

无液氦脑磁图(OPM-MEG)的优势很直接。安装和使用更方便,整机功耗大约八百瓦,普通的电源就能使用。我们把设备放在3T磁共振机房隔壁,一墙之隔,没有额外屏蔽也能稳定工作。它有一个自屏蔽罩,同时配合主动补偿,类似降噪耳机,能把外界磁场干扰抵消掉。还有一个重要改进是探头能贴近头皮,因为不需要液氦冷却,可以做成不同大小,儿童也可以用。探头每靠近一公分,信号可测性都会明显提升,这对定位精度很关键。

在数据处理上,我们和工程团队的配合比较紧密,从最初的听觉、视觉范式,到癫痫、运动、语言的分析,软件更新很快,很多流程已经能半自动完成,现在癫痫的AI自动分析也在用。和功能磁共振不同,脑磁图直接记录电活动引起的磁信号,时间分辨率更高,不依赖间接指标,后期人为干预更少。临床上,癫痫灶定位、运动区和语言区的术前评估、音乐等高级功能的评估,这些场景里它的优势已经比较清楚了。


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您能结合几个具体病例,谈谈无液氦脑磁图在功能保护中的作用吗?

季楠教授:

第一个病例的肿瘤在运动区,合并癫痫。家属很担心手术会导致瘫痪。术前功能磁共振显示肿瘤和手区关系紧密,做了脑磁图后发现手区在肿瘤外。我们据此做了相对更充分的切除,结果肿瘤全切,癫痫控制住了,也没有任何运动功能缺失。术中电生理监测作为金标准,验证了脑磁图的定位是准确的,这个病例给了我们很大信心。

第二个病例是学习声乐的研究生,小时候在右侧做过低级别胶质瘤手术,接受放疗十几年后在右侧颞叶又出现了脑膜瘤,累及深部结构。大家担心手术会影响她的音乐能力。我们查阅文献,为她做了音乐范式的脑磁图,结果显示她的语言和音乐功能都在左侧。最后手术顺利完成,她的音乐能力得到了很好的保留。

我们在临床中还看到功能区快速重塑的现象。有个患者肿瘤在脚区,术前脚区的功能信号“移”到了手区附近,两侧手区一度集中在同侧,术后又回到原位。这种功能区快速重塑的机制,目前神经科学家还没完全搞懂,但我们已经观察到不少类似病例,我觉得这在脑科学研究上有很大价值。


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去年,您与北航丁铭教授团队合作,在《NeuroImage》发表了一项研究,首次在脑肿瘤患者中验证了无液氦脑磁图(OPM-MEG)用于运动功能区定位的临床应用价值。能否请您谈谈这项研究的整体思路和主要结论?在您看来,这项工作对于推动无液氦脑磁图(OPM-MEG)的临床转化具有哪些意义?

季楠教授:

我们严格按照“新技术临床转化”的路径来做,分三步走。第一步,在正常受试者身上,用fMRI与MEG分别做运动区定位,验证二者的一致性与可重复性。第二步,转到拟行开颅手术的患者:用术前MEG定位对照术中电生理监测,电生理是金标准,评价定位是否精准。第三步,观察真正的临床获益,也就是以MEG指导的功能保护,术后是否确实“保住了”。

整体来说,这是一个“first-in-human”的临床转化范式。从结果看,OPM-MEG能够在临床工作流中稳定完成运动区定位,和电生理吻合度高,并能指导术中保护、转化为实际的功能结局改善。对OPM-MEG走向常规化使用,这是个关键的里程碑。

(相关阅读:【中国声音】OPM-MEG在脑肿瘤患者运动功能区定位中临床应用的首次探索


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从这项研究出发,您如何看待无液氦脑磁图(OPM-MEG)技术未来在中国神经外科中的推广应用?在临床落地、多中心验证、乃至国产化发展方面,您认为还面临哪些挑战与机遇?

季楠教授:

目前OPM-MEG在运动和语言功能的评估现在都比较成熟了,高级功能方面,我们在音乐和工作记忆上也积累了不少经验。下一步很重要的一点是结果判读的自动化,用人工智能把流程做得更稳、更高效。硬件上我们现在是128通道,256通道也在推进,探头更密集,定位更精细,达到这个水平,临床和科研的需求基本能覆盖。

在脑肿瘤治疗中,不管是术前、术中还是术后,核心是技术覆盖和技术堆叠,不是靠单一技术,而是靠多种技术协同,让诊疗更精准。比如术前,我们不仅要用OPM-MEG定位功能区,还要精准探测肿瘤:现在我们和北肿、协和合作,通过特殊靶点找肿瘤的生发中心、血管生发中心,明确肿瘤的高代谢区、低代谢区,让大夫看到的不只是一张磁共振片子,而是“带功能区定位的大脑+肿瘤的详细分布”,做到“心中有数”。以前手术靠大夫经验判断切多切少;现在要在明确功能区和肿瘤分布的基础上做手术。术中,我们也在引入新技术:比如用全靶探针替代传统的非靶探针,在光学上把肿瘤和脑组织分开;还有基于拉曼的快速病理诊断技术,几秒钟就能判断是脑组织还是肿瘤,进一步提高手术精度。术后,我们在做类器官培养来筛药,还计划把OPM-MEG引入放疗,让放疗科大夫看到的不是简单的术后定位片,而是“带功能区的定位片”,避免放疗损伤功能区。

我觉得未来的方向,就是把术前、术中和术后的整个病人管理过程,不再单纯依赖经验,而是把经验和各种新技术结合起来。这是我们真正要走的方向。


专家简介


季楠 教授

首都医科大学附属北京天坛医院

● 北京天坛医院神经外科主任医师,首都医科大学神经外科学教授,博士研究生导师,神经外科肿瘤六病房主任

● 专业方向为颅内肿瘤的手术及综合治疗

● 中国医师协会神经外科分会神经肿瘤学组副组长,中国医师协会神经外科分会医师考核专家委员会委员,北京抗癌协会理事,北京市神经外科学科骨干

● 近5年来承担脑胶质瘤治疗领域/重大仪器创制等国家及省部级课题7项,参编专业书籍3部,发表第一及通讯作者SCI收录论著37篇,主持国际注册临床研究8项

● 多次获得中华医学科技奖和北京市科学技术进步奖



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