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(xué)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(dǎo)航技術(shù)在額頂葉膠質(zhì)瘤手術(shù)中的應(yīng)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(xué)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(dǎo)航技術(shù)在手術(shù)切除額頂葉膠質(zhì)瘤中保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能的臨床價(jià)值。方法：將176例額頂葉膠質(zhì)瘤切除術(shù)患者隨機(jī)分為導(dǎo)航組(91例)和對(duì)照組(85例)：導(dǎo)航組術(shù)中采用BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導(dǎo)航輔助下切除膠質(zhì)瘤；對(duì)照組采用常規(guī)手術(shù)切除膠質(zhì)瘤；分析患者運(yùn)動(dòng)功能保護(hù)效果、腫瘤切除率及手術(shù)時(shí)間。結(jié)果：①運(yùn)動(dòng)功能保護(hù)效果：導(dǎo)航組顯效71例(78.0%)，有效12例(13.2%)，無效8例(8.8%)；對(duì)照組顯效47例(55.3%)，有效26例(30.6%)，無效12例(14.1%)，導(dǎo)航組與對(duì)照組對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。②腫瘤切除率：導(dǎo)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(duì)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(dǎo)航組與對(duì)照組對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。③手術(shù)時(shí)間：導(dǎo)航組(3.56±0.33)h，對(duì)照組(3.50±0.34)h，導(dǎo)航組與對(duì)照組對(duì)比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論：BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導(dǎo)航在切除額頂葉膠質(zhì)瘤術(shù)中可有效的保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能，提高腫瘤切除率，且不增加手術(shù)時(shí)間，進(jìn)而改善患者的生存質(zhì)量，值得推廣。

在我國(guó)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?yàn)橹?，?1.4%，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(jí)別膠質(zhì)瘤的首先治療方法仍然是手術(shù)切除，預(yù)后與手術(shù)切除的程度關(guān)系密切，最大程度的切除腫瘤是獲得較長(zhǎng)生存時(shí)間的關(guān)鍵[2-4]，而由于其位于運(yùn)動(dòng)、感覺功能區(qū)，手術(shù)切除可能導(dǎo)致嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)功能障礙，進(jìn)而影響患者術(shù)后的生存質(zhì)量。我科應(yīng)用BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT功能神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)在手術(shù)切除額頂葉膠質(zhì)瘤中取得了良好效果，現(xiàn)報(bào)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(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前頭顱MRI提示額頂葉膠質(zhì)瘤；②首次手術(shù)；③患者神志清楚，無失語(yǔ)，無溝通障礙；④腫瘤對(duì)側(cè)肢體肌力3級(jí)以上。176例患者隨機(jī)分為導(dǎo)航組91例和對(duì)照組85例。導(dǎo)航組術(shù)中采用BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT功能神經(jīng)導(dǎo)航輔助；對(duì)照組采用常規(guī)手術(shù)切除額頂葉膠質(zhì)瘤。導(dǎo)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(shù)前當(dāng)天腫瘤對(duì)側(cè)上肢肌力：5級(jí)14例，4級(jí)62例，3級(jí)15例；術(shù)前當(dāng)天腫瘤對(duì)側(cè)下肢肌力：5級(jí)17例，4級(jí)54例，3級(jí)20例；病理分級(jí)WHOⅠ級(jí)7例，Ⅱ級(jí)39例，Ⅲ級(jí)34例，Ⅳ級(jí)11例。對(duì)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(shù)前當(dāng)天腫瘤對(duì)側(cè)上肢肌力：5級(jí)19例，4級(jí)49例，3級(jí)17例；術(shù)前當(dāng)天腫瘤對(duì)側(cè)下肢肌力：5級(jí)22例，4級(jí)47例，3級(jí)16例；WHOⅠ級(jí)9例，Ⅱ級(jí)28例，Ⅲ級(jí)36例，Ⅳ級(jí)12例。兩組患者術(shù)后均接受脫水降顱壓、預(yù)防癲癇、營(yíng)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(hù)理。兩組臨床資料在性別、年齡、膠質(zhì)瘤部位、瘤體大小、術(shù)前當(dāng)天腫瘤對(duì)側(cè)上肢肌力及下肢肌力上對(duì)比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2 手術(shù)方法 導(dǎo)航組：術(shù)前采集神經(jīng)導(dǎo)航基準(zhǔn)圖像、BOLD-fMRI及DTI-FT。①神經(jīng)導(dǎo)航基準(zhǔn)圖像：低級(jí)別膠質(zhì)瘤采用MRI T2WI為基準(zhǔn)圖像，其他采用MRIT1WI為基準(zhǔn)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(shí)間350 s，運(yùn)動(dòng)區(qū)激活任務(wù)：拇指與其余四指順序?qū)χ高\(yùn)動(dòng)，手指的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，腳趾的被動(dòng)運(yùn)動(dòng)，踝關(guān)節(jié)的主動(dòng)屈伸運(yùn)動(dòng)。③DTI-FT：掃描采用30個(gè)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(zhǔn)圖像、BOLD-fMRI及DTI-FT數(shù)據(jù)以DICOM格式存盤，輸入神經(jīng)導(dǎo)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(dǎo)航相關(guān)配件，確定腫瘤及功能區(qū)于頭皮表面的投影，設(shè)計(jì)手術(shù)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(yán)密懸吊，鋪刀口巾，以神經(jīng)導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)的腫瘤、運(yùn)動(dòng)功能區(qū)、及皮層下纖維圖像投射到手術(shù)顯微鏡視野中，在神經(jīng)導(dǎo)航的監(jiān)測(cè)下避開運(yùn)動(dòng)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(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)測(cè)至腫瘤邊界或運(yùn)動(dòng)區(qū)外1 cm或皮質(zhì)下纖維，嚴(yán)密止血，并以止血紗布覆蓋。縫合硬腦膜，以人工硬腦膜修補(bǔ)，硬膜外放置一10號(hào)橡膠引流管，嚴(yán)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(duì)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(shè)計(jì)手術(shù)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(yán)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(yán)密止血，并以止血紗布覆蓋。縫合硬腦膜，以人工硬腦膜修補(bǔ)，硬膜外放置一10號(hào)橡膠引流管，嚴(yán)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(biāo)及療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) ①運(yùn)動(dòng)功能保護(hù)效果：術(shù)后第1天患者腫瘤對(duì)側(cè)肢體肌力與術(shù)前當(dāng)天做比較，將運(yùn)動(dòng)功能保護(hù)效果分為：顯效、有效、無效三個(gè)等級(jí)。顯效：術(shù)后患者腫瘤對(duì)側(cè)上下肢肌力無變化或者增加；有效：術(shù)后患者腫瘤對(duì)側(cè)上下肢肌力均在0級(jí)以上且下降之和在5級(jí)之下；無效：術(shù)后患者腫瘤對(duì)側(cè)上下肢肌力任一肢體肌力下降到0級(jí)或下降之和在5級(jí)之上。②腫瘤切除率：(術(shù)前腫瘤瘤體體積-術(shù)后腫瘤瘤體體積)/術(shù)前腫瘤瘤體體積×100%。③手術(shù)時(shí)間：以開始切皮至切口縫合完畢所花費(fèi)的時(shí)間計(jì)算。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 22.0版統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)數(shù)資料經(jīng)χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料經(jīng)t檢驗(yàn)，等級(jí)資料比較采用秩和檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 兩組運(yùn)動(dòng)功能保護(hù)效果對(duì)比 導(dǎo)航組：顯效71例(78.0%)，有效12例(13.2%)，無效8例(8.8%)；對(duì)照組：顯效47例(55.3%)，有效26例(30.6%)，無效12例(14.1%)。導(dǎo)航組的運(yùn)動(dòng)功能保護(hù)效果優(yōu)于對(duì)照組(χ2=3.025，P<0.05)。

2 兩組腫瘤切除率對(duì)比 見表1。導(dǎo)航組的腫瘤切除率優(yōu)于對(duì)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(shù)時(shí)間對(duì)比 導(dǎo)航組(3.56±0.33)h，對(duì)照組(3.50±0.34)h。兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.233，P=0.219)。

討 論

額頂葉膠質(zhì)瘤特別低級(jí)別膠質(zhì)瘤的首先治療方法仍然是手術(shù)切除，預(yù)后與手術(shù)切除的程度關(guān)系密切，最大程度的切除腫瘤是獲得較長(zhǎng)生存時(shí)間的關(guān)鍵[2-4]，而由于其位于運(yùn)動(dòng)、感覺功能區(qū)，手術(shù)切除可能導(dǎo)致嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)功能障礙，進(jìn)而影響患者術(shù)后的生存質(zhì)量，故術(shù)者常常犧牲腫瘤的切除程度來?yè)Q取最大程度的功能保護(hù)。運(yùn)動(dòng)功能區(qū)的損壞主要原因：①腫瘤的推擠使運(yùn)動(dòng)功能區(qū)移位；②運(yùn)動(dòng)功能被腫瘤浸潤(rùn)破壞后其他部位的代償、重組、重塑；③運(yùn)動(dòng)區(qū)功能組織位于腫瘤內(nèi)部或被腫瘤浸潤(rùn)的臨近腦組織內(nèi)；④術(shù)中缺少有效監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)功能區(qū)的措施。我們通過BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用研究表明，該技術(shù)在運(yùn)動(dòng)功能的保護(hù)及腫瘤切除率上優(yōu)于對(duì)照組，使得在最大程度的切除腫瘤的同時(shí)保存神經(jīng)功能成為現(xiàn)實(shí)。

多名學(xué)者[4-7]通過BOLD-fMRI導(dǎo)航與術(shù)中直接皮層電刺激對(duì)多名患者運(yùn)動(dòng)功能區(qū)定位驗(yàn)證，認(rèn)為BOLD-fMRI與術(shù)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(yùn)動(dòng)區(qū)的定位、功能評(píng)估及病變周圍結(jié)構(gòu)的判斷，對(duì)手術(shù)策略、病變切除及運(yùn)動(dòng)功能的保護(hù)具有指導(dǎo)意義。BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導(dǎo)航能術(shù)前活體、無創(chuàng)和個(gè)體化的定位運(yùn)動(dòng)功能區(qū)，直觀地顯示腫瘤對(duì)皮層功能區(qū)及皮層下纖維束的影響，評(píng)價(jià)預(yù)后，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)術(shù)中腫瘤的切除程度，定位殘余腫瘤，不僅有助于術(shù)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(píng)價(jià)手術(shù)后效果等，優(yōu)勢(shì)明顯。BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導(dǎo)航在神經(jīng)外科臨床應(yīng)用時(shí)面臨的問題：①術(shù)前行BOLD-fMRI時(shí)如何能夠用較少的、簡(jiǎn)單的任務(wù)一次性地獲得盡可能全面、準(zhǔn)確的功能區(qū)定位信息，目前仍在研究之中；②術(shù)中導(dǎo)航影像學(xué)漂移，目前神經(jīng)導(dǎo)航的影像學(xué)數(shù)據(jù)主要來自術(shù)前拍攝的影像數(shù)據(jù)，但是在手術(shù)過程中會(huì)造成腦脊液丟失、病變組織切除、組織腫脹等使導(dǎo)航發(fā)生誤差[8]，而且術(shù)中也不能顯示病灶的實(shí)際情況。為了減少術(shù)中導(dǎo)航影像學(xué)的漂移，我們采取了如下方法：將腫瘤至于最高點(diǎn)，這樣可以減少因腦組織重力作用而導(dǎo)致的影像學(xué)漂移；切開硬腦膜前進(jìn)行導(dǎo)航定位，將標(biāo)定點(diǎn)通過針頭將染料注入腦組織進(jìn)行標(biāo)記；術(shù)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(shí)再行導(dǎo)航定位。

綜上，BOLD-fMRI聯(lián)合DTI-FT神經(jīng)導(dǎo)航在切除額頂葉膠質(zhì)瘤術(shù)中可有效的保護(hù)運(yùn)動(dòng)功能，提高腫瘤切除率，且不增加手術(shù)時(shí)間，進(jìn)而改善患者的生存質(zhì)量，優(yōu)勢(shì)明顯，值得推廣。

[1] 王忠誠(chéng).王忠誠(chéng)神經(jīng)外科學(xué)[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2005：125-126.

[2] 白紅民，王偉民，梁 樹，等.腦功能區(qū)膠質(zhì)瘤的現(xiàn)代手術(shù)策[J].臨床神經(jīng)外科，2011，8(5):245-248.

[3] 吳鵬昌，蘇永永，謝江濤，等.腦膠質(zhì)瘤術(shù)后放療聯(lián)合替莫唑胺與頸動(dòng)脈灌注尼莫司汀同步化療療效對(duì)比分析[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志，2016，45(9)：1133-1145.

[4] Kumar A，Chandra PS，Sharma BS，etal．The role of neuronavigation-guided functional MRI and diffusion tensor tractography along with cortical stimulation in patients with eloquent cortex lesions[J]. British Journal of Neurosurgery，2014，28(2):226.

[5] Orringer DA，Golby A，Jolesz F．Neumnavigation in the surgical management of brain tumors：current and future trends[J].Expert Rev Med Devices，2012，9(5)：491-500.

[6] Mercier L，Del Maestro RF，Petrecca K，etal.New prototype neuronavigation system based on preoperative imaging and intraoperative freehand ultrasound: system description and validation[J]. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery，2011，6(4):507-522.

[7] Senti C，F(xiàn)orster MT，Bink A，etal.Optimizing the extent of resection in eloquently located gliomas by combining intraoperative MRI guidance with intraoperative neumphysiolo-gical monitoring[J].J Neurooneol，2012，109(1)：81-90．

[8] 姚 勝，周東升，黨俊濤.神經(jīng)導(dǎo)航下大腦鐮旁腦膜瘤顯微手術(shù)治療30例[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志，2015，44(3):346-347.

*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81602207)

神經(jīng)膠質(zhì)瘤/外科學(xué) 神經(jīng)導(dǎo)航/方法 @BOLD-Fmri @DTI-FT

R651.11

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.10.018

(收稿：2017-02-23)