编者按
世界首创全身临床超高场 5T 磁共振—uMR Jupiter 5T 作为行业新物种，刷新了 3T 作为全身临床最高场强长达 20 年世界纪录，强势赋能临床医学精准诊断，推进疑难重症机理机制研究，开创健康管理新范式。
近日，武汉大学中南医院徐海波教授团队基于 5T 的高信噪比及高磁敏感性的特点，获得了比 3T 更精准的个体化脑功能分区，为超高场脑功能磁共振在精准医疗中的应用奠定了基础！对每个患者的脑功能区进行准确定位，可指导手术过程中避开语言、认知、运动等重要功能区域，亦可为抑郁症、自闭症等精神疾病物理治疗靶点定位提供依据。该研究成果发表于国际权威期刊《Frontiers in Neuroscience》，中南医院影像科主任徐海波教授为文章的通讯作者。
01 研究背景
02 研究方法
03 研究结果
5T 采集到的 BOLD 原始图像质量整体优于 3T，在 SNR、tSNR 和 CNR 指标均具备显著优势。
在 3T 和 5T 不同场强下，每一个被试的单侧大脑半球均被个体化分割为 18 个功能网络。
将不同的脑区同一被试个体内和不同被试个体间的 Dice 系数进行对比，在 3T 和 5T 之间每个皮层功能网络的个体内 Dice 系数都很高（范围：0.5143-0.8337），提示同一被试在不同场强下得到的个体化功能区空间定位高度一致。而几乎每个脑区（除了双侧边缘网络 LMB-o 和 LMB-t）个体内的 Dice 系数均显著高于不同个体间的，这一结果提示了脑功能网络的空间一致性存在显著的个体化差异。
图 2. 分割所得 18 个功能脑网络在 3T 和 5T 场强下个体内和个体间的 Dice 系数。初级功能网络（红框）Dice 系数较高，且个体内和个体间差异都较小，而相比之下高级认知功能网络（橙、蓝、紫色框）Dice 系数个体内略低，个体间则更低
图 3. 不同场强下个体化分割所得同源亚脑区功能连接矩阵。A）3T 场强下同源亚脑区 75*75 功能连接矩阵；B）5T 场强下同源亚脑区 84*84 功能连接矩阵
同时，研究结果显示个体内的功能矩阵欧氏距离比个体间短（p=0.006），提示不同场强下个体内的功能连接在不同场强下稳定，并且较个体间具有更好的相似性，证实了功能连接存在的个体化差异性。
04 研究展望
本研究首次证实，基于不同场强下的个体化皮层脑网络分割在空间和功能连接方面均具有很高的一致性和稳定的效能。在同样的采集条件下，相比于 3T 场强核磁，5T 超高场核磁 BOLD 图像有着更优的图像质量，同时能提供更多、更精确的功能脑网络个体化分割信息。在个体化精准医疗即将到来的时代，本研究为 5T 超高场静息态脑功能核磁在个体化精准诊疗中的应用奠定了一定的基础。
[1] Yu, M., Rao, B., Cao, Y., Gao, L., Li, H., Song, X., & Xu, H. (2024). Consistency and stability of individualized cortical functional networks parcellation at 3.0 T and 5.0 T MRI. Frontiers in neuroscience, 18, 1425032.
