新墨西哥大学研究人员获得了一种对接受脑肿瘤手术的患者进行 MRI 扫描的更好方法的专利

“有趣的是，它在一次扫描中提供了大量的功能和代谢信息，并且与现有的临床 MRI 扫描仪非常兼容，”Posse 说。 “我们可以在短短三分钟内对患有脑肿瘤的患者进行具有临床意义的扫描。”

MRI 扫描依赖于活体组织中普遍存在的氢（水 - H2O - 是体内最丰富的分子）以及氢原子核包含单个质子的事实。波塞说，核磁共振成像机产生强大的磁场，与无线电波相结合，使质子短暂极化，使它们发射出可以处理成图像的无线电信号。

结构 MRI 扫描创建的图像反映了身体（例如大脑）的不同组织密度和信号松弛特性。

另一种 MRI 方法——功能性 MRI (fMRI)——突出显示代谢活跃的组织。波塞说，在功能磁共振成像脑成像中，扫描仪可以检测到大脑网络活跃时出现的血流量增加。此外，即使大脑在休息时，功能磁共振成像也可以检测到功能网络的更微妙的活动。

MRI 还可用于光谱成像，识别特定类型脑肿瘤特有的有机分子，帮助放射肿瘤学家指导他们的治疗工作。他说：“最近的一项研究利用这些生化信息指导放射肿瘤学家将治疗工作转向活动性肿瘤，结果表明患者的生存率有所提高。”

Posse 说，神经外科医生可以使用功能性和光谱 MRI 扫描来指导他们去除癌组织，同时尽量避免损坏正常神经功能所需的附近组织。但这两种方法都很耗时，每次扫描通常都是在单独的会话中进行。

Posse 的专利代表了一种对 MRI 扫描仪进行编程的新方法，以便它们可以在复杂的数据分析工具的帮助下同时执行这两项任务。

“这项特定专利的目标是通过同时收集多种图像模式来超越当前一次收集一种类型数据的模式，”他说。 “我们正在将功能性 MRI 与代谢成像（光谱成像）相结合。它显着缩短了整体扫描时间。我们拥有一种非常强大的方法，可以通过高速功能和光谱成像技术非常快速地收集数据。”

波塞说，目前，神经外科手术通常对清醒并回答问题或执行任务的患者进行，以确定下一次切割是否会损坏关键结构。功能性 MRI 扫描和光谱 MRI 扫描的结合将为神经外科医生提供更好的信息，并为患者提供麻醉。

“神经外科医生一直主要关注运动系统、语言系统，也许还有视觉和听觉感觉系统，”他说。 “但额叶皮层一直是他们没有太多影响力的区域。

“这就是静息态 MRI 的用武之地。它使我们能够全面绘制大脑所有区域的图谱，尤其是额叶皮层，这对于传统的基于任务的功能性 MRI 大脑扫描来说是不可行的。如果收集足够的数据，您可以分离最多 100 个代表大脑不同功能的不同静息状态网络。 

Posse 及其合作者在明尼苏达大学和匹兹堡大学领导的一项研究的初步结果表明，静息态 MRI 即使在麻醉患者中也有效。 “你可以让病人处于麻醉状态，但你仍然可以看到静止状态的网络，”他说。 “这为患者的治疗方式带来了很多机会。”

Posse 最近获得了美国国立卫生研究院的一大笔小型企业技术转让资助，以进一步开发他的创新实时静息态 fMRI 大脑成像方法。他的研究属于物理学和现代医学的交叉点，但他最关心的是他的工作如何在现实临床环境中改善患者的治疗结果。