以下文章来源于鼎湖影像 ,作者鼎湖君
近日,医学影像领域传来重磅消息,北京昆迈医疗科技有限公司(简称 “昆迈医疗” )的国产无液氦量子 “脑磁图系统” 获得中国国家药品监督管理局(NMPA)批准上市。
脑磁图
提到脑磁图,大多数的影像科医生一定非常陌生。与磁共振不同,脑磁图是一种无创伤性地探测大脑生理信号的脑功能检测技术,可以对活动的神经元进行信号测量和定位,兼具高时间分辨率与较高空间分辨率,并已经在脑科学研究和脑疾病的诊疗中广泛应用。
此前,临床使用的传统超导脑磁图完全依赖进口,且价格高昂。国产脑磁图的上市打破了进口垄断,让国产影像设备迎来高光时刻。
目前这款设备已经在多家单位科研装机应用,其中四川大学华西医院是国内首台科研无液氦量子脑磁图落户单位。
为了让大家更好地了解这台国产 “明星” 设备,鼎湖影像对华西厦门医院院长兼华西临床医学院(华西医院)副院长、影像学中心主任龚启勇教授进行了独家专访。
专访视频链接https://mp.weixin.qq.com/s/39UX6DzzHo6bC6noyRr4yg
Q1:您为何早在2020年就开始在华西医院磁共振研究中心布局脑磁图呢?
龚启勇教授:四川大学华西医院医学影像的发展在整个华西医学发展中走在非常前面,是华西第一个进入世界百强的学科。影像医学的发展,离不开医学影像设备。特别是创新的影像技术的发展,对推动学科发展的作用非常巨大。华西医院医学影像研究更具特色的是对神经和精神类疾病的研究,而这类疾病的研究特别需要多模态、多参数成像技术进行融合,才能实现高水平的影像科研,探究神经与精神类疾病的发病机制、诊断指征、治疗方案设计等科学问题。
在此之前,神经影像最为依赖的成像手段是磁共振设备,尤其是高场磁共振。不过,脑磁图的出现,特别是量子脑磁图的出现,可以说打破了脑科学研究的现状,为我们在神经精神类疾病的研究带来了全新的手段。所以早前我们在知晓有这样的国产影像设备正在进行研发和应用时,就开始着手布局。应该说,非常幸运,量子脑磁图的产生是中国的原创,而在诞生的早期我们就考虑到了脑磁图的布局,让这台中国原创的量子脑磁图设备落户华西医院。
Q2:脑磁图与磁共振设备是怎样的关系呢?
龚启勇教授:磁共振在神经和精神类疾病影像研究中起着非常重要的作用,是我们非常重要且强大的手段,通过不同模态,可以获取脑部结构、功能,甚至相关分子层面的信息。但是对于功能性疾病,特别是神经精神疾病的一些功能性改变,磁共振在扫描速度和时间分辨率上存在明显局限性,与脑电相差甚远。而在这方面,脑磁图具有明显优势,在时间分辨率和空间分辨率上都有比较好的兼顾,得到间于脑电和磁共振之间的信息,而这个信息非常重要,既弥补了磁共振的不足,也提高了其精准性,所以他们之间是非常强的互补关系。
* 脑磁图通过记录大脑神经组织电活动产生的磁场来绘制大脑活动,能够对脑功能区进行定位及评价其状态,兼具高时间分辨率和较高的空间分辨率。
Q3:FDA现在批准的脑磁图的两大应用领域为癫痫致痫灶的定位和脑功能区的定位,对于脑磁图在精神影像临床的应用价值和未来发展您如何看呢?
龚启勇教授:我非常看好无液氦量子脑磁图的发展,它有几个明显的优势,不仅不用液氦,设备成本低、而且安装操作方便,特别是提供的相关信号更强。在部分神经精神疾病中,例如癫痫的致痫灶定位,脑磁图比较成熟了。但除此以外,其他很多的脑功能性疾病,局限于现有技术手段,取得的进展、成果和临床应用都尚有不足。
无液氦量子脑磁图的产生,为神经和精神类疾病,特别是精神心理类疾病提供了非常好的手段。其临床应用价值,主要表现在以下几个方面:
·探究特异性强的影像学表征,我们叫影像学征象或生物学marker,助力神经与精神类疾病的精准诊断与鉴别诊断,为临床提供帮助;
·其次,研究疾病的发病机制,目前对于相当一部分精神和心理疾患发病机制并不明确,通过借助脑磁图高时间分辨率的优势,为我们深入研究提供了非常重要的技术支撑;
·最后,通过高分辨率的脑磁图,探究精神与心理疾患的治疗干预靶点,这为治疗这类精神心理疾病提供了非常重要的指针,为精准的精神心理治疗提供了保障。这可能是更重要的,也是其他手段可能难以替代的价值。
Q4:脑磁图本身并非新技术,有将近三十年的商业化历史,之前业内主要是超导脑磁图,现在无液氦量子脑磁图刚完成取证,您认为无液氦量子脑磁图对于临床应用的优势有哪些?
龚启勇教授:无液氦量子脑磁图与传统脑磁图相比还是具有明显优势的。
首先,它无需液氦,成本就低;
第二个明显的优势,是它安装使用起来也比传统超导脑磁图更加方便;
第三,最重要的一点,是它信号的强度比超导脑磁图要高,从影像的角度看,就是(在同等其他条件下)能提高信号的(空间)分辨率,这个是它很重要的优势。
Q5:脑磁图对于影像科而言是一个非常新的设备,在进入影像科临床应用和科研上存在哪些困难?应当如何破局?
龚启勇教授:任何新的医疗设备,都会出现一些共性的困难,特别是临床适应范围,需要长期论证以及多领域的临床研究。同时在临床使用过程中,发现设备问题并进一步改善。基于OPM技术的无液氦量子脑磁图尚属于新的影像设备,有其自身的特性和技术优势,相关的专业人才的培养和发展也是重要的因素。总结起来,想要把这样一个新的设备用好,一方面我们需要进一步加大脑磁图的临床研究,另一方面是人才梯队的培养,充分发挥设备的性能和潜在价值。
在过去20多年,大脑的结构影像获得了高速发展,3.0T磁共振成为了常规的工具,甚至越来越多5.0T、7.0T磁共振在国内装机。但临床当中依然面临着脑功能疾病的定位不精准,早期诊断难的问题。脑磁图的成像机理正好弥补了脑结构成像的问题,通过捕捉神经元周围的弱磁信号成像,能够实现对微弱微小的神经功能变化的捕捉。其时间分辨率可达毫秒(ms)级,空间分辨率可达数毫米,不仅能够捕捉到每一瞬间的脑细胞活动,而且还可将捕获的动态数据与三维脑磁图解剖图像叠加,形成四维的集电和磁信号一体化的脑功能影像图,实现病灶的动态精确定位,从时间分辨、空间分辨和对人体损伤程度三个方面最大限度地取得了均衡。
图片改编自:Zamrini, E et al. (2011) [1],Uhlhaas, P. J. et al (2018) [2]
龚启勇教授作为全球精神放射影像领域的学科引领者,在项目之初就认识到这匹“千里马”在脑影像科研及临床上的价值。当然,昆迈医疗将首台无液氦量子脑磁图设备落户于国内最具影响力的神经影像中心,也对于深度挖掘其临床与科研潜能具有重要意义。本次装机项目也被中国脑成像联盟授予 “国产高端设备科研示范应用”。
专家介绍
四川大学华西医院影像学中心主任
龚启勇,放射影像国际知名专家,国自然基金委 “医学影像” 创新群体负责人、国家重点研发计划项目首席。现任四川大学华西医院影像学中心主任、华西厦门医院院长、华西临床医学院副院长、国务院学位委员会学科评议组(临床医学)秘书长。曾任国际医学磁共振学会(ISMRM)精神磁共振学组主席、国际华人医学磁共振学会(OCSMRM)主席。
长期聚焦脑与精神心理疾病放射影像,提出的脑行为偶联理论被评价为精神影像临床转化“milestone”,并以此为基础取得系列发现,建立精神影像体系,在国际上推动了精神影像学(Psychoradiology)的发展 [Radiology 2016;281(2):357-72],被同行称为 “leader in thefield of psychoradiology” [引自RSNA 2019]。成果以第一完成人获国家自然科学奖二等奖和4项省部级科技奖一等奖(含中华医学科技一等奖)。开创了学科新领域,为我国精神影像医学跻身国际一流做了重要贡献。
作为通讯作者在 Nature Mental Health、JAMA Psychiatry 等发表精神影像相关论著逾百篇(含中国百篇最具影响国际学术论文),被Nature、Lancet等引用逾万次;h指数逾 100;多次上榜科睿唯安 “全球高被引科学家”, 并获吴阶平医药创新奖、全国创新争先奖、ISMRM Society Award、OCSMRM 杰出贡献奖等。受邀主编北美放射医师培训教材《Psychoradiology》(计北美 CME 学分),并担任期刊 Psychoradiology 主编、Am J Psychiatry 副主编、Neuroradiology 编委。
参考文献
[1] Zamrini, E., Maestu, F., Pekkonen, E., Funke, M., Makela, J., Riley, M., Bajo, R., Sudre, G.,Fernandez, A., Castellanos, N., Del Pozo, F., Stam, C. J., van Dijk, B. W., Bagic, A., & Becker, J. T. (2011). Magnetoencephalography as a putative biomarker for Alzheimer's disease. International journal of Alzheimer's disease, 2011, 280289.
[2] Uhlhaas, P. J., Grent-'t-Jong, T., & Gross, J. (2018). Magnetoencephalography and Translational Neuroscience in Psychiatry. JAMA psychiatry, 75(9), 969–971. https://doi.org/10.1001/jamapsychiatry.2018.0775
医疗器械、新材料、人工智能;
一定技术壁垒