聶 柳，邢孔學(xué)，劉興吉，夏 鷹，金 虎，陳建強(qiáng)，陳曉東，林 佳

(1.?？谑腥嗣襻t(yī)院 神經(jīng)外科，海南 ?？?70208；2.樂東黎族自治縣第二人民醫(yī)院;3.吉林大學(xué)第一醫(yī)院)

神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合DTI技術(shù)在切除大腦功能區(qū)腫瘤的應(yīng)用

聶 柳1，邢孔學(xué)2，劉興吉3*，夏 鷹1，金 虎1，陳建強(qiáng)1，陳曉東1，林 佳1

(1.?？谑腥嗣襻t(yī)院 神經(jīng)外科，海南 ?？?70208；2.樂東黎族自治縣第二人民醫(yī)院;3.吉林大學(xué)第一醫(yī)院)

目的 探討神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合彌散張量成像(DTI)技術(shù)在切除大腦功能區(qū)腫瘤中的應(yīng)用，對降低患者致殘率及提高腫瘤全切率的意義。方法 選取2012年1月至2014年12月醫(yī)院收治的36例顱腦功能區(qū)腫瘤患者為研究對象，按數(shù)字表法隨機(jī)均分為對照組(18例)和觀察組(18例)，其中觀察組采用神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合DTI技術(shù)輔助手術(shù)治療，對照組患者則采用傳統(tǒng)手術(shù)方式切除腫瘤，比較兩組患者腫瘤全切率，采用Karnofsky功能狀態(tài)評分(KPS評分)評估患者術(shù)后機(jī)體功能狀態(tài)。結(jié)果 對照組患者腫瘤全切除8例(44.44%)，觀察組患者腫瘤全切除15例(83.33%)，兩組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=5.8997，P<0.05)；對照組患者10例(55.56%)KPS評分≥70分，觀察組患者16例(88.89%)KPS評分≥70分，兩組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=4.9846，P<0.05)，且兩組KPS評分得分比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)；觀察組患者在隨訪過程中14例無癥狀生存，2例病情復(fù)發(fā)，2例伴有癲癇癥狀；對照組患者9例無癥狀生存，4例出現(xiàn)病情復(fù)發(fā)，死亡2例，3例伴有長期不完全性運(yùn)動(dòng)功能障礙。結(jié)論 神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合彌散張量成像技術(shù)可明確腫瘤切除范圍，有利于提高大腦功能區(qū)腫瘤全切率，改善患者術(shù)后機(jī)體功能狀態(tài)，保護(hù)大腦功能同時(shí)最大范圍切除腫瘤。

神經(jīng)導(dǎo)航；DTI技術(shù)；大腦功能區(qū)腫瘤

(ChinJLabDiagn,2017,21:0802)

大腦功能區(qū)腫瘤由于病死率及致殘率較高，嚴(yán)重影響人類健康[1，2]。隨顯微神經(jīng)外科技術(shù)發(fā)展，最大范圍切除腫瘤組織及保護(hù)患者大腦功能對于降低致殘率及改善患者生存質(zhì)量具有重要作用[3，4]。神經(jīng)導(dǎo)航是將術(shù)前顱腦影像資料輸入神經(jīng)導(dǎo)航儀，可在術(shù)中實(shí)時(shí)精確定位顱腦病變及神經(jīng)結(jié)構(gòu)，它可實(shí)現(xiàn)顱腦手術(shù)微創(chuàng)化，是目前顱內(nèi)病變定位最先進(jìn)的技術(shù)手段[5，6]。彌散張量成像(DTI)技術(shù)是目前唯一能顯示神經(jīng)傳導(dǎo)束的無創(chuàng)成像方法，神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合DTI圖像融合后，可實(shí)現(xiàn)對腫瘤周圍皮質(zhì)功能區(qū)及傳導(dǎo)束的雙重了解，將其傳輸至神經(jīng)導(dǎo)航儀中，就可以在切除功能區(qū)腫瘤過程中對難以分辨的皮層功能區(qū)及傳導(dǎo)束實(shí)現(xiàn)可視化，從而達(dá)到最大程度的切除腫瘤，并且保護(hù)神經(jīng)功能的目的[7，8]。本文探討神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合彌散張量成像(DTI)技術(shù)在切除大腦功能區(qū)腫瘤中的應(yīng)用，對降低患者致殘率及提高腫瘤全切率的意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2012年1月至2014年12月來醫(yī)院收治的36例顱腦功能區(qū)腫瘤患者為研究對象，其中男22例，女14例，年齡22-65歲，平均年齡(44.37±8.52)歲，病程1-24個(gè)月，平均病程(3.75±1.28)個(gè)月。按腫瘤發(fā)生部位分為：頂葉8例，額葉10例，額頂葉4例，顳頂葉3例，顳葉6例，枕葉2例，基底節(jié)區(qū)3例，其中右側(cè)21例，左側(cè)15例。將所有患者按數(shù)字表法隨機(jī)均分為對照組(18例)和觀察組(18例)，其中觀察組采用神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合彌散張量成像(DTI)技術(shù)輔助手術(shù)治療，對照組患者則采用傳統(tǒng)手術(shù)方式，由資深醫(yī)生依據(jù)豐富臨床經(jīng)驗(yàn)選取手術(shù)入路、腫瘤切除范圍；兩組患者均行常規(guī)MRI與增強(qiáng)檢查。本研究經(jīng)本院醫(yī)院倫理會(huì)同意，所有受試者均了解研究意義并簽署情同意書。兩組患者年齡、性別、病程等基本資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，具有可比性(P>0.05)，見表1。

表1 兩組顱腦功能區(qū)腫瘤患者基本資料比較

1.2 DTI掃描與圖像后處理方法 觀察組患者于術(shù)前、術(shù)后3 d進(jìn)行DTI掃描，儀器采用SignaExcite HD3.0T磁共振成像設(shè)備(GE Medical Systems，美國)，掃描參數(shù)設(shè)置：重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR)：9300 ms，回波時(shí)間(echedelay time，TE)：81 ms，層厚5.0 mm，層距：0.5 mm，Dist factor 10%，掃描野(Field of View，F(xiàn)OV)：22 cm×22 cm，矩陣：128×128，總計(jì)獲取19層圖像，激勵(lì)次數(shù)(number of excitation，NEX)為1，每個(gè)層面均在21個(gè)方向上施加彌散梯度，b值為1 000 mm2/s，掃描時(shí)間：5 min 24 s。最終將采集的數(shù)據(jù)在SUN工作站(ADW4.0)上使用Func Tool軟件進(jìn)行處理并生成DTI影像。對照組則只行MRI平掃與增強(qiáng)掃描。

1.3 手術(shù)方法 (1)觀察組將DTI序列圖像和導(dǎo)航序列圖像分別導(dǎo)入Medtronic導(dǎo)航系統(tǒng)中，并以導(dǎo)航序列圖像為參考影像，DTI序列圖像為工作影像，融合圖像后顯示腫瘤與相鄰神經(jīng)纖維束等結(jié)構(gòu)的三維圖像，并以此進(jìn)行顯微切除手術(shù)，患者并依據(jù)腫瘤位置選擇手術(shù)體位，手術(shù)過程中在導(dǎo)航指引定位下，最大限度切除腫瘤部分，并避免功能區(qū)、神經(jīng)結(jié)構(gòu)的損傷；(2)對照組則依據(jù)MRI平掃與增強(qiáng)掃描結(jié)果，分析并確定相鄰神經(jīng)纖維束和腫瘤的關(guān)系，以此設(shè)計(jì)手術(shù)入路、切口和切除范圍。

1.4 臨床評估及隨訪 兩組患者均于術(shù)后3 d復(fù)查DTI掃描，判斷腫瘤的切除情況，并計(jì)算全切除率(全切除率=腫瘤全切除例數(shù)/總例數(shù)×100%)。所有患者均于術(shù)前、術(shù)后3個(gè)月時(shí)，進(jìn)行手術(shù)療效評估，并采用Karnofsky功能狀態(tài)評分(KPS評分)評分量表評估患者功能；采用卡氏腫瘤病人生存質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生活質(zhì)量調(diào)查，由經(jīng)過培訓(xùn)的同一醫(yī)生評分。所有患者隨訪時(shí)間6個(gè)月-2年，均未失訪。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者病理診斷結(jié)果 觀察組18例患者中14例神經(jīng)上皮腫瘤(按病理分級(jí)為：Ⅰ級(jí)2例，Ⅱ-Ⅲ級(jí)10例，Ⅳ級(jí)2例)，2例腦轉(zhuǎn)移瘤，1例海綿狀血管瘤，1例淋巴瘤；對照組18例患者中12例神經(jīng)上皮腫瘤(按病理分級(jí)為：Ⅰ級(jí)2例，Ⅱ-Ⅲ級(jí)9例，Ⅳ級(jí)1例)，3例腦轉(zhuǎn)移瘤，2例淋巴瘤，1例生殖細(xì)胞瘤2例。

2.2 兩組患者術(shù)后腫瘤切除情況比較 根據(jù)術(shù)后復(fù)檢結(jié)果，發(fā)現(xiàn)對照組患者腫瘤全切除8例(44.44%)，觀察組患者腫瘤全切除15例(83.33%)，兩組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=5.8997，P<0.05)，見表2。

表2 兩組患者術(shù)后腫瘤切除情況比較

2.3 兩組患者術(shù)后KPS評分情況比較 根據(jù)術(shù)后KPS評分結(jié)果，發(fā)現(xiàn)對照組患者10例(55.56%)KPS評分≥70分，觀察組患者16例(88.89%)KPS評分≥70分，兩組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=4.9846，P<0.05)，且兩組KPS評分得分比較，差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表3。

表3 兩組患者術(shù)后KPS評分情況比較±s)

注：與對照組比較*P<0.05;**P<0.01。

2.4 術(shù)后隨訪情況 所有患者均未失訪，觀察組患者在隨訪過程中發(fā)現(xiàn)14例無癥狀生存，2例出現(xiàn)病情復(fù)發(fā)，2例伴有癲癇癥狀；對照組患者則出現(xiàn)9例無癥狀生存，4例出現(xiàn)病情復(fù)發(fā)，死亡2例，3例伴有長期不完全性運(yùn)動(dòng)功能障礙。

3 討論

對于破壞相鄰腦白質(zhì)纖維束的惡性腦腫瘤患者，因破壞的神經(jīng)傳導(dǎo)束無法恢復(fù)，手術(shù)中不用擔(dān)心已受到破壞的神經(jīng)傳導(dǎo)束及術(shù)后可能造成的新的功能缺陷，手術(shù)時(shí)應(yīng)盡可能多的切除腫瘤。但普通影像學(xué)檢查手段無法區(qū)分病變與神經(jīng)傳導(dǎo)束的走行關(guān)系，上述影像學(xué)缺陷經(jīng)整合至神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)后造成顱腦功能區(qū)腫瘤手術(shù)常導(dǎo)致術(shù)后重大功能障礙，嚴(yán)重者喪失生活自理能力，手術(shù)要求最大限度切除腫瘤減少復(fù)發(fā)機(jī)會(huì)，同時(shí)應(yīng)盡可能減少對正常腦組織損傷，降低致殘率，因此保護(hù)神經(jīng)功能方法是神經(jīng)外科醫(yī)生倍感棘手的問題[9-11]。由于功能區(qū)腫瘤常將附近腦組織推擠變形，因此術(shù)中很難利用常規(guī)解剖知識(shí)分辨皮質(zhì)功能區(qū)，除皮層功能區(qū)外，對傳導(dǎo)束的保護(hù)具有同樣重要意義，由于這些傳導(dǎo)束的位置深，不易辨別，因此手術(shù)中能實(shí)時(shí)提供皮質(zhì)功能區(qū)及傳導(dǎo)束信息的監(jiān)測手段就顯得十分重要[12，13]。彌散張量成像利用彌散運(yùn)動(dòng)的各向異性，提供更精細(xì)的組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，腦白質(zhì)束成像可清晰顯示腦白質(zhì)各方面的白質(zhì)纖維和傳導(dǎo)[14]。與彌散張量成像相比，T2WI雖然是顯示腦白質(zhì)病變最敏感的常規(guī)MRI技術(shù)，但是神經(jīng)病理學(xué)研究表明腦白質(zhì)病變的范圍往往超出T2WI顯示的異常信號(hào)的邊界，也就是說T2WI常常會(huì)低估病變范圍。彌散張量成像由于能反映腦內(nèi)水分子擴(kuò)散的異常改變，間接指明擴(kuò)散屏障如細(xì)胞膜、軸索的病變，所以能顯示T2WI上形似正常區(qū)域的病變，對于腦白質(zhì)病病變范圍的評估明顯優(yōu)于常規(guī)MRI[15]。與常規(guī)MRI相比，彌散張量成像能區(qū)別灰質(zhì)和白質(zhì)，可以直觀顯示包括腦白質(zhì)纖維束在內(nèi)的神經(jīng)傳導(dǎo)束的走行和分布，清楚地顯示腫瘤與周圍白質(zhì)纖維的位置關(guān)系，確定白質(zhì)纖維的病理狀態(tài)及與腫瘤的距離，評估腫瘤對腦組織的浸潤、白質(zhì)纖維束受壓情況及破壞情況，能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)MRI不能發(fā)現(xiàn)的白質(zhì)內(nèi)纖維束微細(xì)結(jié)構(gòu)和各向異性擴(kuò)散早期的受損情況，并可鑒別腫瘤周圍是否存在有功能的白質(zhì)纖維束，避免術(shù)中損傷受壓移位的白質(zhì)纖維，是目前唯一能活體顯示腦白質(zhì)纖維束的無創(chuàng)成像方法。此外，彌散張量成像可區(qū)分腫瘤的不同成分，可用于腫瘤與瘤周水腫、囊性病變與實(shí)性腫瘤的鑒別診斷，以及區(qū)分腫瘤囊變或壞死與腦膿腫區(qū)。

功能區(qū)大腦腫瘤與DTI融合并傳輸至神經(jīng)導(dǎo)航儀，利用神經(jīng)導(dǎo)航精確定位腫瘤，選擇最佳手術(shù)入路，實(shí)現(xiàn)最小皮膚切口、最小骨窗、最微創(chuàng)的皮層切口、最少皮層及傳導(dǎo)束損傷。

由于錐體束白質(zhì)纖維傳導(dǎo)束密集，在DTI影像上錐體束呈現(xiàn)顯著的高信號(hào)影。DTI還可以顯示其它重要白質(zhì)纖維束的走行，反映白質(zhì)纖維束的病理狀態(tài)及其與鄰近腫瘤的解剖關(guān)系。通過DTI和導(dǎo)航序列影像的融合、三維重建及各向分割，可以在水平位、冠狀位和矢狀位表現(xiàn)出高信號(hào)的纖維束狀結(jié)構(gòu)，從而準(zhǔn)確判定錐體束的結(jié)構(gòu)、走行、移位以及與鄰近腫瘤的空間毗鄰。通過DTI和導(dǎo)航序列影像的融合、三維重建及各向分割，可以在水平位、冠狀位和矢狀位表現(xiàn)出高信號(hào)的纖維束狀結(jié)構(gòu)，從而準(zhǔn)確判定錐體束的結(jié)構(gòu)、走行、移位以及與鄰近腫瘤的空間毗鄰本文探討神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合彌散張量成像技術(shù)在切除大腦功能區(qū)腫瘤中的應(yīng)用，對降低患者致殘率及提高腫瘤全切率的意義，印證了導(dǎo)航手術(shù)對比傳統(tǒng)手術(shù)有優(yōu)勢。

本研究結(jié)果表明，對照組患者腫瘤全切除8例(44.44%)，觀察組患者腫瘤全切除15例(83.33%)，兩組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合彌散張量成像技術(shù)可定位大腦功能區(qū)，選擇最佳手術(shù)入路，最大化保護(hù)功能區(qū)大腦皮層同時(shí)，最大化切除腫瘤組織，糾正神經(jīng)導(dǎo)航移位，增加手術(shù)準(zhǔn)確度，實(shí)時(shí)觀察判斷腫瘤組織切除面與功能區(qū)大腦皮層的關(guān)系，輔助切除殘余腫瘤，增加腫瘤全切率。結(jié)果中對照組患者10例(55.56%)KPS評分≥70分，觀察組患者16例(88.89%)KPS評分≥70分，兩組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且兩組KPS評分得分比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；觀察組患者在隨訪過程中14例無癥狀生存，2例病情復(fù)發(fā)，2例伴有癲癇癥狀；對照組患者9例無癥狀生存，4例出現(xiàn)病情復(fù)發(fā)，死亡2例，3例伴有長期不完全性運(yùn)動(dòng)功能障礙；提示神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合彌散張量成像技術(shù)可改善患者術(shù)后機(jī)體功能狀態(tài)，保護(hù)大腦功能同時(shí)最大范圍切除腫瘤。依據(jù)腫瘤組織與錐體束位置關(guān)系選擇手術(shù)入路，最大限度避開錐體束[16，17]，如錐體束位于腫瘤組織后方，選擇前入路或側(cè)方入路，錐體束位于腫瘤組織外側(cè)，選擇前入路或后入路，錐體束位于腫瘤組織前方，選擇后入路或側(cè)方入路，降低錐體束損傷風(fēng)險(xiǎn)。錐體束與腫瘤組織距離較大時(shí)可選擇全切除，腫瘤組織侵犯錐體束，選擇部分切除或活檢。

神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合DTI技術(shù)選擇手術(shù)入路，顯微鏡下分離瘤腦組織界面，術(shù)中在導(dǎo)航下實(shí)時(shí)顯示病變與鄰近傳導(dǎo)束關(guān)系，并可通過不同顏色標(biāo)識(shí)區(qū)分不同類型傳導(dǎo)束，從而實(shí)時(shí)指導(dǎo)術(shù)者明確神經(jīng)傳導(dǎo)束受累區(qū)域與未受累區(qū)域界限，避免損傷病變邊緣未受累神經(jīng)傳導(dǎo)束，準(zhǔn)確避開腫瘤周圍錐體束，保護(hù)好神經(jīng)纖維束，減少過度電凝與牽拉。綜上所述，神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合彌散張量成像技術(shù)可明確腫瘤切除范圍，有利于提高大腦功能區(qū)腫瘤全切率，改善患者術(shù)后機(jī)體功能狀態(tài)，保護(hù)大腦功能同時(shí)最大范圍切除腫瘤。

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Applications analysis of Neuronavigation combined with DTI technology in resection of brain tumors

NIELiu,XINGKong-xue,LIUXing-ji,etal.

(DepartmentofNeurosurgery,HaikouPeople’sHospital,Haikou570208,China)

Objective This aim is to explore the applications of neuronavigation combine with diffusion tensor imaging(DTI) technology in the removal of tumors in the brain,and the significance in reducing morbidity and increase the rate of total tumor resection.Methods A total of 36 cancer patients with brain functional areas from January 2012 to December 2014 in our hospital were selected.They were randomly divided into control group(18 cases) and observation group(18 cases) according to number table.Patients in the observation group were undertaken the neural navigation technology combined with DTI assisted surgery,the patients in the control group using the traditional surgical removal of the tumor.The total resection rates in two groups were compared.Functional status were assessed by Karnofsky score(KPS score).Results 8 cases(44.44%) in the control group were totally removed of cancer patients,while resection of cancer patients in the observation group was 15 cases(83.33%),the difference was statistically significant(χ2= 5.899 7,P<0.05).10 patients(55.56%) in control group of KPS score ≥70 points,while in the observation group were 16 cases(88.89%) of KPS score ≥70 points,the difference was statistically significant(χ2= 4.984 6,P<0.05).There was statistically significant difference on KPS score in two groups(P<0.05).14 cases of asymptomatic survival,two cases of relapse,and two cases with seizures in the observation group during follow-up,while 9 patients with asymptomatic survival,4 cases of relapse,2 cases of death,3 cases with long-term incomplete motor dysfunction in the control group during follow-up.Conclusion The results show that neuronavigation combine with diffusion tensor imaging can confirm the tumor resection,it can improve total resection rate of brain function area,and improve postoperative functional status.It can protect brain function while the maximum range to remove the tumor.

Neuronavigation;DTI technology;brain tumors

?？谑锌萍柬?xiàng)目(課題編號(hào)：2011-SKG-12-124)

*通訊作者

1007-4287(2017)05-0802-04

R739.41

A

聶柳(1975-)，男，碩士研究生，副主任醫(yī)師，研究方向：顱腦腫瘤及顱腦外傷的外科治療。

2016-08-17)