BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT功能神經(jīng)導航技術在額頂葉膠質(zhì)瘤手術中的應用*

杜昌旺，史羅寧，王茂德，陳 偉，姜海濤，王 偉，王 娟，祁 磊

西安交通大學第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科(西安710061)

BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT功能神經(jīng)導航技術在額頂葉膠質(zhì)瘤手術中的應用*

杜昌旺，史羅寧，王茂德，陳 偉，姜海濤，王 偉，王 娟，祁 磊

西安交通大學第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科(西安710061)

目的：探討B(tài)OLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導航技術在手術切除額頂葉膠質(zhì)瘤中保護運動功能的臨床價值。方法：將176例額頂葉膠質(zhì)瘤切除術患者隨機分為導航組(91例)和對照組(85例)：導航組術中采用BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導航輔助下切除膠質(zhì)瘤；對照組采用常規(guī)手術切除膠質(zhì)瘤；分析患者運動功能保護效果、腫瘤切除率及手術時間。結(jié)果：①運動功能保護效果：導航組顯效71例(78.0%)，有效12例(13.2%)，無效8例(8.8%)；對照組顯效47例(55.3%)，有效26例(30.6%)，無效12例(14.1%)，導航組與對照組對比差異有統(tǒng)計學意義。②腫瘤切除率：導航組37例(40.7%)腫瘤切除>90%，50例(54.9%)腫瘤切除60%～90%，4例(4.4%)腫瘤切除<60%；對照組16例(18.8%)腫瘤切除>90%，64例(75.3%)腫瘤切除60%～90%，5例(5.9%)腫瘤切除<60%。導航組與對照組對比差異有統(tǒng)計學意義。③手術時間：導航組(3.56±0.33)h，對照組(3.50±0.34)h，導航組與對照組對比差異無統(tǒng)計學意義。結(jié)論：BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導航在切除額頂葉膠質(zhì)瘤術中可有效的保護運動功能，提高腫瘤切除率，且不增加手術時間，進而改善患者的生存質(zhì)量，值得推廣。

在我國顱內(nèi)腫瘤以膠質(zhì)瘤為最多，其占顱內(nèi)腫瘤的35.26%～60.96%(平均44.69%)。膠質(zhì)瘤的發(fā)生部位以大腦半球為主，占51.4%，而額頂葉膠質(zhì)瘤占大腦半球膠質(zhì)瘤的61.6%[1]。額頂葉膠質(zhì)瘤特別低級別膠質(zhì)瘤的首先治療方法仍然是手術切除，預后與手術切除的程度關系密切，最大程度的切除腫瘤是獲得較長生存時間的關鍵[2-4]，而由于其位于運動、感覺功能區(qū)，手術切除可能導致嚴重的運動功能障礙，進而影響患者術后的生存質(zhì)量。我科應用BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT功能神經(jīng)導航技術在手術切除額頂葉膠質(zhì)瘤中取得了良好效果，現(xiàn)報告如下。

資料與方法

1 一般資料 2010年1月至2015年12月期間我科收治額頂葉膠質(zhì)瘤患者176例，入選標準：①術前頭顱MRI提示額頂葉膠質(zhì)瘤；②首次手術；③患者神志清楚，無失語，無溝通障礙；④腫瘤對側(cè)肢體肌力3級以上。176例患者隨機分為導航組91例和對照組85例。導航組術中采用BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT功能神經(jīng)導航輔助；對照組采用常規(guī)手術切除額頂葉膠質(zhì)瘤。導航組：男55例，女36例，平均年齡(54.15±7.71)歲，左額頂葉膠質(zhì)瘤59例，右額頂葉膠質(zhì)瘤32例；瘤體(52.16±9.23)cm3；術前當天腫瘤對側(cè)上肢肌力：5級14例，4級62例，3級15例；術前當天腫瘤對側(cè)下肢肌力：5級17例，4級54例，3級20例；病理分級WHOⅠ級7例，Ⅱ級39例，Ⅲ級34例，Ⅳ級11例。對照組男56例，女29例，年齡(53.68±7.61)歲，左額頂葉膠質(zhì)瘤44例，右額頂葉膠質(zhì)瘤41例；(51.38±8.92)cm3；術前當天腫瘤對側(cè)上肢肌力：5級19例，4級49例，3級17例；術前當天腫瘤對側(cè)下肢肌力：5級22例，4級47例，3級16例；WHOⅠ級9例，Ⅱ級28例，Ⅲ級36例，Ⅳ級12例。兩組患者術后均接受脫水降顱壓、預防癲癇、營養(yǎng)神經(jīng)、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等神經(jīng)外科常規(guī)治療及護理。兩組臨床資料在性別、年齡、膠質(zhì)瘤部位、瘤體大小、術前當天腫瘤對側(cè)上肢肌力及下肢肌力上對比差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2 手術方法 導航組：術前采集神經(jīng)導航基準圖像、BOLD-fMRI及DTI-FT。①神經(jīng)導航基準圖像：低級別膠質(zhì)瘤采用MRI T2WI為基準圖像，其他采用MRIT1WI為基準圖像，掃描參數(shù)：TR765 ms，TE3.7 ms，F(xiàn)OV(掃描野)256 mm，F(xiàn)OV=256 mm，矩陣=256×256，層厚=1 mm，無間隔掃描。②BOLD-fMRI：掃描采用EPI(回波成像)系列，掃描參數(shù)：TR2500 ms，TE40 ms，F(xiàn)OV(掃描野)=256 mm，矩陣=64×64，層厚3 mm，無間隔掃描，掃描時間350 s，運動區(qū)激活任務：拇指與其余四指順序?qū)χ高\動，手指的被動運動，腳趾的被動運動，踝關節(jié)的主動屈伸運動。③DTI-FT：掃描采用30個梯度方向，掃描參數(shù)：TR8000 ms，TE88 ms，F(xiàn)OV=256 mm，層厚3 mm。將基準圖像、BOLD-fMRI及DTI-FT數(shù)據(jù)以DICOM格式存盤，輸入神經(jīng)導航系統(tǒng)中并以StealthViz重建功能區(qū)及纖維束，并建立三維模型。全麻滿意后取患者仰臥位，頭顱以頭架固定，安裝神經(jīng)導航相關配件，確定腫瘤及功能區(qū)于頭皮表面的投影，設計手術入路及皮瓣，常規(guī)消毒鋪巾。切開頭皮至帽狀腱膜層，自骨膜層分離成皮肌瓣翻向下，于顱骨上鉆一孔，銑刀銑開骨瓣，硬腦膜四周嚴密懸吊，鋪刀口巾，以神經(jīng)導航系統(tǒng)于硬腦膜表面再次確定腫瘤及功能區(qū)位置，剪開硬腦膜，翻向皮瓣，將導航系統(tǒng)的腫瘤、運動功能區(qū)、及皮層下纖維圖像投射到手術顯微鏡視野中，在神經(jīng)導航的監(jiān)測下避開運動功能區(qū)外1 cm及皮層下纖維以雙極電凝、吸引器及超聲吸引器于顯微鏡下切除腫瘤，直至神經(jīng)導航系統(tǒng)監(jiān)測至腫瘤邊界或運動區(qū)外1 cm或皮質(zhì)下纖維，嚴密止血，并以止血紗布覆蓋。縫合硬腦膜，以人工硬腦膜修補，硬膜外放置一10號橡膠引流管，嚴密止血，還原骨瓣并以連接片牢固固定，分層縫合頭部切口。對照組：全麻滿意后取患者仰臥位，頭顱以頭架固定，根據(jù)頭顱影像資料上腫瘤于頭皮表面的投影，設計手術入路及皮瓣，常規(guī)消毒鋪巾。切開頭皮至帽狀腱膜層，自骨膜層分離成皮肌瓣翻向下，于顱骨上鉆一孔，銑刀銑開骨瓣，硬腦膜四周嚴密懸吊，鋪刀口巾，剪開硬腦膜，翻向皮瓣，以雙極電凝、吸引器及超聲吸引器于顯微鏡下切除腫瘤，直至鏡下為正常腦組織，嚴密止血，并以止血紗布覆蓋?？p合硬腦膜，以人工硬腦膜修補，硬膜外放置一10號橡膠引流管，嚴密止血，還原骨瓣并以連接片牢固固定，分層縫合頭部切口。

3 觀察指標及療效評價標準 ①運動功能保護效果：術后第1天患者腫瘤對側(cè)肢體肌力與術前當天做比較，將運動功能保護效果分為：顯效、有效、無效三個等級。顯效：術后患者腫瘤對側(cè)上下肢肌力無變化或者增加；有效：術后患者腫瘤對側(cè)上下肢肌力均在0級以上且下降之和在5級之下；無效：術后患者腫瘤對側(cè)上下肢肌力任一肢體肌力下降到0級或下降之和在5級之上。②腫瘤切除率：(術前腫瘤瘤體體積-術后腫瘤瘤體體積)/術前腫瘤瘤體體積×100%。③手術時間：以開始切皮至切口縫合完畢所花費的時間計算。

4 統(tǒng)計學方法 應用SPSS 22.0版統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)處理。計數(shù)資料經(jīng)χ2檢驗，計量資料經(jīng)t檢驗，等級資料比較采用秩和檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

1 兩組運動功能保護效果對比 導航組：顯效71例(78.0%)，有效12例(13.2%)，無效8例(8.8%)；對照組：顯效47例(55.3%)，有效26例(30.6%)，無效12例(14.1%)。導航組的運動功能保護效果優(yōu)于對照組(χ2=3.025，P<0.05)。

2 兩組腫瘤切除率對比 見表1。導航組的腫瘤切除率優(yōu)于對照組(Zc=2.976，P<0.05)。

表1 兩組腫瘤切除率比較[例(%)]

3 兩組手術時間對比 導航組(3.56±0.33)h，對照組(3.50±0.34)h。兩組比較差異無統(tǒng)計學意義(t=1.233，P=0.219)。

討 論

額頂葉膠質(zhì)瘤特別低級別膠質(zhì)瘤的首先治療方法仍然是手術切除，預后與手術切除的程度關系密切，最大程度的切除腫瘤是獲得較長生存時間的關鍵[2-4]，而由于其位于運動、感覺功能區(qū)，手術切除可能導致嚴重的運動功能障礙，進而影響患者術后的生存質(zhì)量，故術者常常犧牲腫瘤的切除程度來換取最大程度的功能保護。運動功能區(qū)的損壞主要原因：①腫瘤的推擠使運動功能區(qū)移位；②運動功能被腫瘤浸潤破壞后其他部位的代償、重組、重塑；③運動區(qū)功能組織位于腫瘤內(nèi)部或被腫瘤浸潤的臨近腦組織內(nèi)；④術中缺少有效監(jiān)測運動功能區(qū)的措施。我們通過BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導航技術的應用研究表明，該技術在運動功能的保護及腫瘤切除率上優(yōu)于對照組，使得在最大程度的切除腫瘤的同時保存神經(jīng)功能成為現(xiàn)實。

多名學者[4-7]通過BOLD-fMRI導航與術中直接皮層電刺激對多名患者運動功能區(qū)定位驗證，認為BOLD-fMRI與術中直接皮層電刺激定位的功能區(qū)基本是一致的，BOLD-fMRI具有高的敏感度和精確度，可用于運動區(qū)的定位、功能評估及病變周圍結(jié)構(gòu)的判斷，對手術策略、病變切除及運動功能的保護具有指導意義。BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導航能術前活體、無創(chuàng)和個體化的定位運動功能區(qū)，直觀地顯示腫瘤對皮層功能區(qū)及皮層下纖維束的影響，評價預后，實時監(jiān)測術中腫瘤的切除程度，定位殘余腫瘤，不僅有助于術中最大程度的切除腫瘤，還能分辨腫瘤周邊的重要功能結(jié)構(gòu)及功能區(qū)，評價手術后效果等，優(yōu)勢明顯。BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導航在神經(jīng)外科臨床應用時面臨的問題：①術前行BOLD-fMRI時如何能夠用較少的、簡單的任務一次性地獲得盡可能全面、準確的功能區(qū)定位信息，目前仍在研究之中；②術中導航影像學漂移，目前神經(jīng)導航的影像學數(shù)據(jù)主要來自術前拍攝的影像數(shù)據(jù)，但是在手術過程中會造成腦脊液丟失、病變組織切除、組織腫脹等使導航發(fā)生誤差[8]，而且術中也不能顯示病灶的實際情況。為了減少術中導航影像學的漂移，我們采取了如下方法：將腫瘤至于最高點，這樣可以減少因腦組織重力作用而導致的影像學漂移；切開硬腦膜前進行導航定位，將標定點通過針頭將染料注入腦組織進行標記；術中盡量少釋放腦脊液，少以腦壓版牽拉腦組織，少切正常腦組織以免腦組織張力低移位而帶來的漂移；腦組織張力高可通過脫水及過度通氣使腦表面降低至骨窗的顱骨內(nèi)板平面時再行導航定位。

綜上，BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導航在切除額頂葉膠質(zhì)瘤術中可有效的保護運動功能，提高腫瘤切除率，且不增加手術時間，進而改善患者的生存質(zhì)量，優(yōu)勢明顯，值得推廣。

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*國家自然科學基金資助項目(81602207)

神經(jīng)膠質(zhì)瘤/外科學 神經(jīng)導航/方法 @BOLD-Fmri @DTI-FT

R651.11

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.10.018

(收稿：2017-02-23)