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腦神經(jīng)“活地圖”革新腦疾病診療生態(tài)
作者：陳汝健      來源：科技日報
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“這是新發(fā)現(xiàn)的顳枕聯(lián)絡(luò)纖維束�！�4月15日，河北省故城縣醫(yī)院神經(jīng)影像研究中心主任姜洪新輕點鼠標，對著顯示屏上流光溢彩的“多彩大腦”三維成像圖進行標注。這些神經(jīng)纖維束的成像，應(yīng)用的正是其團隊研發(fā)的彌散張量成像（DTI）神經(jīng)纖維束成像技術(shù)。
他告訴科技日報記者，這項技術(shù)不僅助力團隊首次發(fā)現(xiàn)并命名8條全新的神經(jīng)通路，更讓阿爾茨海默病預(yù)警提前5年成為可能。截至目前，該技術(shù)已助力數(shù)千例腦腫瘤患兒實現(xiàn)精準手術(shù)。這一技術(shù)突破，標志著該團隊正在用“計算機+醫(yī)學(xué)”的跨界思維，將腦神經(jīng)顯影技術(shù)推向新維度。
“傳統(tǒng)的磁共振成像（MRI）就像黑白照片，而如今DTI技術(shù)，則讓我們看到了彩色電影�！苯�洪新這樣形容技術(shù)突破。團隊創(chuàng)新性地采用水分子擴散追蹤原理，通過測量白質(zhì)纖維各向異性分數(shù)，將神經(jīng)束的走向以不同色碼立體呈現(xiàn)，首次實現(xiàn)神經(jīng)通路的“分色管理”。
在姜洪新電腦顯示屏里，由紅、藍、綠三色交織成的腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，正以立體動態(tài)形式展示著神經(jīng)纖維束走向�！跋啾葌鹘y(tǒng)成像僅能顯示解剖結(jié)構(gòu)，這個自主研發(fā)的腦神經(jīng)‘活地圖’，可以用不同色彩顯示神經(jīng)纖維束的長短、體素、根數(shù)和走向�！睋�(jù)他介紹，這一技術(shù)還可捕捉到直徑僅0.1毫米的微觀神經(jīng)損傷。
面對錯綜復(fù)雜的神經(jīng)纖維束，該團隊通過AI算法破解“面條團”困局�！熬拖駨囊诲佉獯罄�面中分離每根面條�！苯�洪新用通俗的話解釋這項技術(shù)突破。為此，該團隊構(gòu)建起我國首個包含數(shù)千例樣本的跨年齡段腦圖譜數(shù)據(jù)庫，涵蓋從早生兒到百歲老人的全年齡段數(shù)據(jù)。
技術(shù)攻關(guān)中，該團隊聯(lián)合fMRI功能網(wǎng)絡(luò)分析，獨創(chuàng)了“多模態(tài)數(shù)據(jù)融合算法”，將國產(chǎn)聯(lián)影磁共振的原始數(shù)據(jù)與飛利浦設(shè)備參數(shù)進行跨平臺校準，開發(fā)出能揭示“結(jié)構(gòu)—功能”雙重異常，精準鎖定干預(yù)腦疾病靶點的“多彩大腦”影像。這相當于為國產(chǎn)設(shè)備裝上了“性能倍增器”，提升了圖像分辨率。
這項技術(shù)突破的背后是11個科研小組的協(xié)同作戰(zhàn)。“各個小組分別負責(zé)不同領(lǐng)域的應(yīng)用研究，最終將成果應(yīng)用于臨床�！痹撛涸洪L居艷梅表示。
技術(shù)的跨界融合更令人振奮�！拔覀冋�與浙江工業(yè)大學(xué)等院校開展科研項目聯(lián)合攻關(guān)、臨床數(shù)據(jù)共享機制、聯(lián)合實驗室建設(shè)和專業(yè)人才培養(yǎng)等方面的合作。”姜洪新介紹，通過“高校技術(shù)研發(fā)—醫(yī)院臨床驗證—成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用”的全鏈條協(xié)同，團隊正推動醫(yī)學(xué)影像技術(shù)與人工智能的深度融合，助力解決神經(jīng)疾病診療中的難點問題。
年初，姜洪新團隊成為清華大學(xué)健康中國研究院縣域醫(yī)共體醫(yī)防融合課題組的“功能磁共振及AI腦影像在腦健康的評估中的應(yīng)用”子課題牽頭單位。如今，他和團隊正在重新定義神經(jīng)腦科學(xué)的未來圖景。
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