術中磁共振成像簡述
術中磁共振成像（Intraoperative Magnetic Resonance Imaging，iMRI）基于磁共振成像原理(lǐ)，在手術過程中實時(shí)采集患者圖像，是術中影(yǐng)像學的(de)一個(gè)重要研究方向。
一、術中影(yǐng)像學
手術前采集的(de)醫學影(yǐng)像，隻包含了(le)患者某一時(shí)期的(de)相對(duì)靜态信息，無法全面反映手術過程中人(rén)體病理(lǐ)生理(lǐ)的(de)實時(shí)情況。1984年，Lunsford首先提出了(le)術中影(yǐng)像概念，嘗試在腦(nǎo)腫瘤手術中實施CT掃描，創造性的(de)拓展了(le)臨床醫生的(de)術中視野。術中影(yǐng)像學的(de)出現，有助于科學判别術中病竈位置和(hé)邊界，以精确切除病竈和(hé)保護周圍組織。
二、術中磁共振成像及其設備
由于CT成像存在放射劑量傷害、軟組織對(duì)比度差等缺陷，在20世紀90年代中後期，具有無放射危害、軟組織對(duì)比度豐富等天然優點的(de)磁共振成像技術，成爲了(le)術中影(yǐng)像學的(de)重點發展方向，分(fēn)爲三種主要類型：
1.低場(chǎng)開放式術中磁共振設備
1993年，第一台低場(chǎng)強（0.5T）開放式術中磁共振成像設備在美(měi)國投入臨床使用(yòng)。該設備采用(yòng)了(le)兩段式超導磁體，患者手術位置定位于磁體等中心點，醫生在兩段磁體間的(de)空隙處進行手術，能夠在術中需要時(shí)連續采集人(rén)體影(yǐng)像。低場(chǎng)磁共振設備的(de)開放性好，便于手術開展，但是存在靜磁場(chǎng)強度較低、均勻度較差等不利影(yǐng)響因素，導緻圖像質量不佳，而且很難實現功能性成像掃描。
2.術中患者轉運方式
常規磁共振成像系統的(de)整機重量大(dà)、難于移動，往往采用(yòng)固定式安裝。爲了(le)利用(yòng)常規磁共振設備進行術中檢查，醫療器械制造商提供了(le)可(kě)在磁共振環境下(xià)安全使用(yòng)的(de)移動式外科手術床，術中将患者從手術位置轉運至掃描位置，佩戴好射頻(pín)線圈，再進行磁共振成像。這(zhè)種方案操作複雜(zá)，存在患者轉運風險，而且患者體位受限。
3.術中移動式磁共振設備
此類設備采用(yòng)移動式磁體，通(tōng)過吊頂滑軌和(hé)屏蔽門聯通(tōng)手術室和(hé)檢查室，形成了(le)術中磁共振複合手術室。該方案一般分(fēn)爲兩種配置：兩室（手術室-檢查室）和(hé)三室（手術室-檢查室-手術室），每種配置都有三個(gè)基本功能區(qū)：手術區(qū)、檢查區(qū)和(hé)控制區(qū)。術中需獲取患者影(yǐng)像時(shí)，醫生打開屏蔽門，遙控磁體從檢查室經滑軌移入手術室，全程保持患者位置不動。術中掃描結束後，磁共振設備移回檢查室，平時(shí)可(kě)用(yòng)于普通(tōng)患者掃描。該方案的(de)最大(dà)優點是無需移動患者，整個(gè)手術過程完全以患者爲中心，降低了(le)術中成像風險。
三、總結
術中磁共振成像改變了(le)以往僅依靠醫生經驗和(hé)現場(chǎng)感覺來(lái)評價術中患者狀況的(de)局面，顯著提高(gāo)了(le)手術的(de)有效性和(hé)安全性：
1.免于X射線輻射傷害，圖像軟組織對(duì)比度好，可(kě)清晰分(fēn)辨複雜(zá)病竈的(de)邊界和(hé)位置，有利于精準手術；
2.全程監測患者情況，實時(shí)糾正偏差，避免損傷病竈周圍重要組織，有效降低手術風險；
3.既可(kě)采集常規解剖像，又可(kě)進行術中功能性磁共振成像，例如大(dà)腦(nǎo)功能區(qū)定位、擴散張量成像等掃描協議(yì)，有助于術中保護大(dà)腦(nǎo)功能、及時(shí)發現并發症等，提高(gāo)手術的(de)成功率；
4.臨床幾乎無需考慮成像劑量問題，可(kě)連續爲手術導航設備提供患者動态圖像，實時(shí)調整和(hé)優化(huà)手術路徑。
術中磁共振成像尚存在一些特殊的(de)局限性：①所有預期在磁共振環境下(xià)使用(yòng)的(de)手術工具、導航系統、呼吸麻醉設備、監護儀器等，均應爲“磁共振安全”或“磁共振條件安全”的(de)醫療器械，産品标識均必須符合相關标準要求；②需要專用(yòng)的(de)手術室和(hé)檢查室，磁體附近應嚴格設置受控區(qū)（5高(gāo)斯線範圍），受控區(qū)内禁止出現“磁共振不安全”的(de)醫療器械；③ 磁體的(de)高(gāo)場(chǎng)強和(hé)開放性還(hái)無法兼顧，這(zhè)也(yě)是常規磁共振設備面臨的(de)共同難題。
随著(zhe)成像性能的(de)不斷提升，以及越來(lái)越多(duō)可(kě)在磁共振環境下(xià)安全使用(yòng)的(de)手術器械和(hé)輔助設備，術中磁共振成像在神經外科、兒(ér)科、乳腺等領域，已經收獲了(le)較好的(de)臨床效果。
參考文獻
[1] Lunsford LD, Parrish R, Albright L. Intraoperative Imaging with a Therapeutic Computed Tomographic Scanner. Neurosurgery. 1984; 15(4): 559-561.
[2] Fahlbusch R, Samii A. Intraoperative MRI. Neurosurg Focus. 2016; 40(3): E3.
[3] Chen X, Xu BN, Meng X, et al. Dual-room 1.5-T intraoperative magnetic resonance imaging suite with a movable magnet: implementation and preliminary experience. Neurosurg Rev 2012; 35:95-110.
[4] ASTM F2503 Standard Practice for Marking Medical Devices and Other Items for Safety in the Magnetic Resonance Environment, copyright ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428.
[5] Nimsky C, Ganslandt O, von Keller B et al. Intraoperative high-field-strength MR imaging: implementation and experience in 200 patients. Radiology. 2004; 233:67-78.
[6] Choudhri AF, Klimo P Jr, Auschwitz TS, et al. 3T intraoperative MRI for management of pediatric CNS neoplasms. AJNR Am J Neuroradiol. 2014; 35(12):2382-2387.
[7] Papa M, Allweis T, Karni T, et al. An intraoperative MRI system for margin assessment in breast conserving surgery: Initial results from a novel technique. J Surg Oncol. 2016; 114(1):22-26.
審評一部 王晶 鄭晨 楊鵬飛(fēi) 供稿
一、術中影(yǐng)像學
手術前采集的(de)醫學影(yǐng)像，隻包含了(le)患者某一時(shí)期的(de)相對(duì)靜态信息，無法全面反映手術過程中人(rén)體病理(lǐ)生理(lǐ)的(de)實時(shí)情況。1984年，Lunsford首先提出了(le)術中影(yǐng)像概念，嘗試在腦(nǎo)腫瘤手術中實施CT掃描，創造性的(de)拓展了(le)臨床醫生的(de)術中視野。術中影(yǐng)像學的(de)出現，有助于科學判别術中病竈位置和(hé)邊界，以精确切除病竈和(hé)保護周圍組織。
二、術中磁共振成像及其設備
由于CT成像存在放射劑量傷害、軟組織對(duì)比度差等缺陷，在20世紀90年代中後期，具有無放射危害、軟組織對(duì)比度豐富等天然優點的(de)磁共振成像技術，成爲了(le)術中影(yǐng)像學的(de)重點發展方向，分(fēn)爲三種主要類型：
1.低場(chǎng)開放式術中磁共振設備
1993年，第一台低場(chǎng)強（0.5T）開放式術中磁共振成像設備在美(měi)國投入臨床使用(yòng)。該設備采用(yòng)了(le)兩段式超導磁體，患者手術位置定位于磁體等中心點，醫生在兩段磁體間的(de)空隙處進行手術，能夠在術中需要時(shí)連續采集人(rén)體影(yǐng)像。低場(chǎng)磁共振設備的(de)開放性好，便于手術開展，但是存在靜磁場(chǎng)強度較低、均勻度較差等不利影(yǐng)響因素，導緻圖像質量不佳，而且很難實現功能性成像掃描。
2.術中患者轉運方式
常規磁共振成像系統的(de)整機重量大(dà)、難于移動，往往采用(yòng)固定式安裝。爲了(le)利用(yòng)常規磁共振設備進行術中檢查，醫療器械制造商提供了(le)可(kě)在磁共振環境下(xià)安全使用(yòng)的(de)移動式外科手術床，術中将患者從手術位置轉運至掃描位置，佩戴好射頻(pín)線圈，再進行磁共振成像。這(zhè)種方案操作複雜(zá)，存在患者轉運風險，而且患者體位受限。
3.術中移動式磁共振設備
此類設備采用(yòng)移動式磁體，通(tōng)過吊頂滑軌和(hé)屏蔽門聯通(tōng)手術室和(hé)檢查室，形成了(le)術中磁共振複合手術室。該方案一般分(fēn)爲兩種配置：兩室（手術室-檢查室）和(hé)三室（手術室-檢查室-手術室），每種配置都有三個(gè)基本功能區(qū)：手術區(qū)、檢查區(qū)和(hé)控制區(qū)。術中需獲取患者影(yǐng)像時(shí)，醫生打開屏蔽門，遙控磁體從檢查室經滑軌移入手術室，全程保持患者位置不動。術中掃描結束後，磁共振設備移回檢查室，平時(shí)可(kě)用(yòng)于普通(tōng)患者掃描。該方案的(de)最大(dà)優點是無需移動患者，整個(gè)手術過程完全以患者爲中心，降低了(le)術中成像風險。
三、總結
術中磁共振成像改變了(le)以往僅依靠醫生經驗和(hé)現場(chǎng)感覺來(lái)評價術中患者狀況的(de)局面，顯著提高(gāo)了(le)手術的(de)有效性和(hé)安全性：
1.免于X射線輻射傷害，圖像軟組織對(duì)比度好，可(kě)清晰分(fēn)辨複雜(zá)病竈的(de)邊界和(hé)位置，有利于精準手術；
2.全程監測患者情況，實時(shí)糾正偏差，避免損傷病竈周圍重要組織，有效降低手術風險；
3.既可(kě)采集常規解剖像，又可(kě)進行術中功能性磁共振成像，例如大(dà)腦(nǎo)功能區(qū)定位、擴散張量成像等掃描協議(yì)，有助于術中保護大(dà)腦(nǎo)功能、及時(shí)發現并發症等，提高(gāo)手術的(de)成功率；
4.臨床幾乎無需考慮成像劑量問題，可(kě)連續爲手術導航設備提供患者動态圖像，實時(shí)調整和(hé)優化(huà)手術路徑。
術中磁共振成像尚存在一些特殊的(de)局限性：①所有預期在磁共振環境下(xià)使用(yòng)的(de)手術工具、導航系統、呼吸麻醉設備、監護儀器等，均應爲“磁共振安全”或“磁共振條件安全”的(de)醫療器械，産品标識均必須符合相關标準要求；②需要專用(yòng)的(de)手術室和(hé)檢查室，磁體附近應嚴格設置受控區(qū)（5高(gāo)斯線範圍），受控區(qū)内禁止出現“磁共振不安全”的(de)醫療器械；③ 磁體的(de)高(gāo)場(chǎng)強和(hé)開放性還(hái)無法兼顧，這(zhè)也(yě)是常規磁共振設備面臨的(de)共同難題。
随著(zhe)成像性能的(de)不斷提升，以及越來(lái)越多(duō)可(kě)在磁共振環境下(xià)安全使用(yòng)的(de)手術器械和(hé)輔助設備，術中磁共振成像在神經外科、兒(ér)科、乳腺等領域，已經收獲了(le)較好的(de)臨床效果。
參考文獻
[1] Lunsford LD, Parrish R, Albright L. Intraoperative Imaging with a Therapeutic Computed Tomographic Scanner. Neurosurgery. 1984; 15(4): 559-561.
[2] Fahlbusch R, Samii A. Intraoperative MRI. Neurosurg Focus. 2016; 40(3): E3.
[3] Chen X, Xu BN, Meng X, et al. Dual-room 1.5-T intraoperative magnetic resonance imaging suite with a movable magnet: implementation and preliminary experience. Neurosurg Rev 2012; 35:95-110.
[4] ASTM F2503 Standard Practice for Marking Medical Devices and Other Items for Safety in the Magnetic Resonance Environment, copyright ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428.
[5] Nimsky C, Ganslandt O, von Keller B et al. Intraoperative high-field-strength MR imaging: implementation and experience in 200 patients. Radiology. 2004; 233:67-78.
[6] Choudhri AF, Klimo P Jr, Auschwitz TS, et al. 3T intraoperative MRI for management of pediatric CNS neoplasms. AJNR Am J Neuroradiol. 2014; 35(12):2382-2387.
[7] Papa M, Allweis T, Karni T, et al. An intraoperative MRI system for margin assessment in breast conserving surgery: Initial results from a novel technique. J Surg Oncol. 2016; 114(1):22-26.
審評一部 王晶 鄭晨 楊鵬飛(fēi) 供稿