葉 海 ，劉曉蕾 ，黃國棟 ，夏 軍 ，

（1.安徽醫(yī)科大學(xué)深圳二院臨床學(xué)院醫(yī)學(xué)影像科，廣東 深圳518037；2.廣東省深圳市第二人民醫(yī)院 深圳大學(xué)第一附屬醫(yī)院a醫(yī)學(xué)影像科，b神經(jīng)外科，廣東 深圳 518037）

對于侵及運(yùn)動(dòng)區(qū)的腦腫瘤，術(shù)前明確其侵犯范圍，以及皮層運(yùn)動(dòng)功能區(qū)與皮層下白質(zhì)纖維束的解剖學(xué)位置，對其進(jìn)行全面評估，是制訂手術(shù)方案的關(guān)鍵。手術(shù)既要盡可能將腫瘤全切除，又要最大程度地保護(hù)腦功能，否則術(shù)后并發(fā)癥將嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。Pillai等［1］應(yīng)用 BOLD-fMRI、DTI技術(shù)及術(shù)中超聲輔助神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合神經(jīng)電生理監(jiān)測幫助術(shù)前正確評估腫瘤、錐體束和皮層激活區(qū)之間關(guān)系，從而制訂合理手術(shù)計(jì)劃，并在術(shù)中直觀指導(dǎo)。傳統(tǒng)判斷皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)主要根據(jù)解剖學(xué)標(biāo)志，個(gè)體化差異較大，很難準(zhǔn)確定位。而BOLD-fMRI不僅可準(zhǔn)確定位皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)，還可顯示皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)與腫瘤的位置關(guān)系。DTI是通過對腦白質(zhì)纖維內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)的各向異性進(jìn)行白質(zhì)纖維的重建顯示。本研究收集38例運(yùn)動(dòng)區(qū)腦腫瘤，旨在探討B(tài)OLD-fMRl聯(lián)合DTI對運(yùn)動(dòng)區(qū)腦腫瘤切除術(shù)前定位運(yùn)動(dòng)功能區(qū)的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集深圳市第二人民醫(yī)院2016年8月至2018年10月收治的運(yùn)動(dòng)區(qū)腦腫瘤38例，其中男 27例，女 11例；年齡35～64歲，平均（56.2±11.3）歲；病程20 d～1年，中位時(shí)間2個(gè)月。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡＜80歲；②腫瘤最大徑1～5 cm；③腫瘤邊緣距離鄰近運(yùn)動(dòng)功能區(qū)距離≤3 cm；④腫瘤為單發(fā)；⑤腫瘤鄰近的運(yùn)動(dòng)功能尚存，患側(cè)肢體肌力≥3級。38例隨機(jī)分為2組，試驗(yàn)組20例，術(shù)前均行DTI及BOLD-fMRI掃描；對照組18例，術(shù)前行DTI掃描。術(shù)前臨床表現(xiàn)：肢體肌力下降29例，頭痛、頭暈23例，肢體感覺功能障礙9例，語言障礙3例。術(shù)后病理診斷為良性腦膜瘤12例，膠質(zhì)瘤26例。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Magnetom Prisma 3.0 T MRI掃描儀和64通道頭線圈行頭部掃描。結(jié)構(gòu)像掃描采用自旋回波序列MP-RAGE矢狀位掃描，層厚 1 mm，層數(shù) 192 層，TR/TE 2 530 ms/2.98 ms，空間分辨率為1 mm×1 mm×1mm。

BOLD-fMRI掃描時(shí)患者需精神言語正常，可遵囑進(jìn)行活動(dòng)；掃描時(shí)需配合進(jìn)行靜息-運(yùn)動(dòng)的流程。采用EPI序列橫斷面掃描，方位平行于前后聯(lián)合（即AC-PC 線），掃描層數(shù) 33 層，TR/TE 2 000 ms/30 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，空間分辨率3.5 mm×3.5 mm×4.2 mm。掃描前患者均接受手、腳訓(xùn)練，單手抓握可反映大腦手運(yùn)動(dòng)區(qū)，屈伸踝關(guān)節(jié)反映腳運(yùn)動(dòng)區(qū)。掃描時(shí)采用運(yùn)動(dòng)激發(fā)模式，患側(cè)肢體完成（即靜息-運(yùn)動(dòng)交替），共6個(gè)時(shí)相，靜息和運(yùn)動(dòng)每個(gè)時(shí)相均為30 s，共180 s。

DTI采用橫斷面掃描，方位平行于前后聯(lián)合（即AC-PC線），掃描層數(shù) 64層，TR/TE 8 000 ms/64 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，空間分辨率2 mm×2 mm×2 mm。

1.3 數(shù)據(jù)處理 BOLD-fMRI數(shù)據(jù)采用SPM 12軟件進(jìn)行處理，并將處理后的激活圖像導(dǎo)入美敦力神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)中與患者的T1WI結(jié)構(gòu)像及DTI數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)融合和三維重建。

1.4 手術(shù)治療 對照組利用DTI圖像顯示腦腫瘤位置皮質(zhì)下纖維束走行，試驗(yàn)組利用BOLD-fMRI顯示運(yùn)動(dòng)功能區(qū)及DTI顯示皮質(zhì)下纖維束走行，術(shù)者可根據(jù)重建后的3D圖像觀察腫瘤、鄰近皮質(zhì)下纖維束及鄰近運(yùn)動(dòng)區(qū)（左手運(yùn)動(dòng)區(qū)）的相對空間位置關(guān)系。38例均在顯微鏡下行腫瘤切除術(shù)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0軟件，使用Fisher確切概率法統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)組與對照組在手術(shù)全切率及致殘率上的差異，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 BOLD-fMRI、DTI結(jié)果 手運(yùn)動(dòng)區(qū)位于中央前回中段（圖1，2），7例出現(xiàn)同側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)的激活；腳運(yùn)動(dòng)區(qū)位于中央溝近大腦鐮處。試驗(yàn)組中16例腫瘤與皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)的距離≤1 cm。DTI掃描后選擇患側(cè)纖維束進(jìn)行重建融合，38例均成功顯示患側(cè)皮質(zhì)下纖維束。

2.2 圖像融合 將BOLD-fMRI、DTI及T1WI結(jié)構(gòu)像進(jìn)行融合重建，重建后可清晰顯示腦腫瘤的部位、大小及形狀等信息，鄰近皮質(zhì)下纖維束及對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)功能區(qū)均以不同顏色區(qū)別（圖3）。

2.3 2組 手術(shù)切除情況 試驗(yàn)組20例中腫瘤全切16例，部分全切4例，全切率為80.00%；對照組18例中腫瘤全切者9例，部分全切9例，全切率為50.00%；2組手術(shù)全切率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.087）。2組術(shù)中均成功避開手腳運(yùn)動(dòng)皮層激活區(qū)進(jìn)行手術(shù)入路的設(shè)計(jì)及腫瘤的切除。

2.4 2組 術(shù)后致殘率比較 試驗(yàn)組術(shù)后運(yùn)動(dòng)障礙6例，運(yùn)動(dòng)功能保存14例，致殘率為30.00%；對照組術(shù)后運(yùn)動(dòng)障礙12例，運(yùn)動(dòng)功能保存6例，致殘率為 66.67%；2組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

3 討論

本研究中38例對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)激活區(qū)均顯示良好，部分因腫瘤占位效應(yīng)或瘤周水腫影響出現(xiàn)輕度移位。部分患者BOLD激活區(qū)在解剖學(xué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)內(nèi)呈彌散分布，這可能是因?yàn)槟[瘤的占位效應(yīng)導(dǎo)致大腦皮層功能發(fā)生重塑［2］。腦功能區(qū)腫瘤可使鄰近皮質(zhì)溝 回 形 態(tài) 結(jié) 構(gòu) 變 形 或 者 移 位［3］。Holodny 等［4］將BOLD-fMRI與DTI聯(lián)合應(yīng)用指導(dǎo)腦腫瘤手術(shù)，以明確腫瘤與功能區(qū)、白質(zhì)傳導(dǎo)束的關(guān)系，以及觀察腫瘤對功能區(qū)及皮層下白質(zhì)纖維束的影響，結(jié)果顯示兩者聯(lián)合應(yīng)用能明顯減少術(shù)后并發(fā)癥。利用DTI行大腦白質(zhì)纖維成像，可重建腦白質(zhì)主要纖維的解剖結(jié)構(gòu)圖，反映腦白質(zhì)纖維的走向［5］。腦BOLD-fMRI是目前較成熟的腦功能成像技術(shù)，其依據(jù)功能活動(dòng)區(qū)局部大腦血氧依賴水平的變化獲得的信號改變，可明確定位皮層功能區(qū)，清晰顯示皮層功能區(qū)與腦腫瘤之間的關(guān)系；缺陷是無法觀察白質(zhì)纖維束的走行，而白質(zhì)纖維束對手術(shù)計(jì)劃的制訂同樣重要。DTI可提供腦白質(zhì)的信息，清晰顯示白質(zhì)纖維束的走行，缺點(diǎn)是無法對皮層功能區(qū)進(jìn)行精確定位。BOLD-fMRI與DTI具有互補(bǔ)性，兩者單獨(dú)使用均無法滿足臨床需要；兩者聯(lián)合應(yīng)用可提供常規(guī)成像無法提供的腦腫瘤解剖結(jié)構(gòu)及功能信息。Berntsen等［6］認(rèn)為術(shù)前聯(lián)合BOLD-fMRI和DTI檢查可幫助術(shù)者選擇合適的手術(shù)方式。本研究中單獨(dú)使用DTI較聯(lián)合應(yīng)用BOLD-fMRI及DTI融合神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)可更清晰顯示皮層功能區(qū)及皮層下錐體束空間位置關(guān)系，在顯示腫瘤的背景下，能使術(shù)者設(shè)計(jì)出更加合適的手術(shù)入路及手術(shù)方案，對提高腫瘤全切率、最大限度地保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能、改善患者預(yù)后和生存質(zhì)量都起著至關(guān)重要的作用。

傳統(tǒng)的腦功能定位的方法是體感誘發(fā)電位（SSEPs）和皮層電刺激（ECS），缺點(diǎn)是需擴(kuò)大手術(shù)視野、延長手術(shù)時(shí)間，手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)隨之增加。目前已有大量研究［7-9］證明，任務(wù)態(tài)BOLD-fMRI能夠確定各種刺激任務(wù)時(shí)相應(yīng)的腦功能區(qū)，與術(shù)中電刺激所獲得的腦功能定位有很好的一致性。

盡管任務(wù)態(tài)BOLD-fMRI在術(shù)前腦功能定位方面有重要價(jià)值，但其在日常臨床工作中仍存在一定局限性：①某些情況下患者無法配合完成特定的刺激任務(wù)，如意識不清、失語或肢體偏癱等情況，因而無法獲得準(zhǔn)確的腦功能區(qū)定位信息［10］；②一個(gè)特定的任務(wù)只能獲得與該任務(wù)相關(guān)的腦功能激活區(qū)［11］，某些腫瘤常累及多個(gè)腦功能區(qū)，提高了對患者配合程度的要求。因此，更全面、更有效地獲得腦功能區(qū)定位圖像已成為研究者們努力探索的方向。

綜上所述，BOLD-fMRI和DTI聯(lián)合成像在人腦的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用方面具有很大的前景，但也有局限性［12-13］，如部分容積效應(yīng)的影響、圖像偽影的處理、激活閾值的選擇等均受人為因素的影響。

圖1 女，31歲，行BOLD-fMRI檢查后EPI圖像與結(jié)構(gòu)像的融合圖像 圖1a，1b 分別為左手握拳運(yùn)動(dòng)和右手握拳運(yùn)動(dòng)，T1WI結(jié)構(gòu)像融合重建后可清晰分辨腫瘤與鄰近手運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)激活區(qū)的位置關(guān)系 圖2 女，39歲，行右手運(yùn)動(dòng)BOLD-fMRI檢查后使用SPM12軟件行后處理，3D圖可清楚分辨激活區(qū)于腦溝回的位置關(guān)系，有利于術(shù)者準(zhǔn)確定位運(yùn)動(dòng)功能區(qū) 圖3 男，42歲，術(shù)前行BOLD-fMRI及DTI檢查后，于導(dǎo)航系統(tǒng)中進(jìn)行融合重建 圖3a 腫瘤（紅色區(qū)域）與左手運(yùn)動(dòng)區(qū)（黃色區(qū)域）相對位置 圖3b，3c 皮質(zhì)下纖維束（藍(lán)色區(qū)域）與腫瘤（紅色區(qū)域）及左手運(yùn)動(dòng)區(qū)（黃色區(qū)域）相對位置的3D圖