磁共振彌散張量成像對腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者偏癱肢體術(shù)后運(yùn)動(dòng)功能的評估價(jià)值

王加充，趙建農(nóng)，王鵬程，彭其斌，王義彪

運(yùn)動(dòng)中樞腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤常使患者在手術(shù)治療之前就已出現(xiàn)肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙［1］。腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤的治療方法主要是行外科手術(shù)切除，目的是延續(xù)患者的存活時(shí)間并改善術(shù)后生活質(zhì)量 (如恢復(fù)肢體的運(yùn)動(dòng)功能等)［2］。彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、彌散張量纖維束成像 (diffusion tensor tractography，DTT)結(jié)合常規(guī)磁共振成像 (magnetic resonance imaging，MRI)及彌散加權(quán)成像 (diffusion weighted imaging，DWI)可更加準(zhǔn)確地對腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)的腫瘤病變進(jìn)行解剖定位，可在活體狀態(tài)下對大腦的白質(zhì)纖維束進(jìn)行無創(chuàng)性的形態(tài)學(xué)研究，能準(zhǔn)確顯示大腦白質(zhì)纖維束的受損范圍、程度及其與周圍腫瘤之間的解剖關(guān)系，有利于腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者外科手術(shù)計(jì)劃的制定、術(shù)后肢體功能的評價(jià)及病情評估［3－5］。本研究對 2009 年 6 月—2013 年3月我院神經(jīng)外科收治的100例腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者的臨床資料進(jìn)行分析，以探討磁共振DTI對腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者偏癱肢體術(shù)后運(yùn)動(dòng)功能的評估價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 100例腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者中，男70例，女30例;年齡35～74歲，平均 (58.2±3.7)歲。腫瘤發(fā)生部位:左側(cè)半球56例，右側(cè)半球44例;額葉與額頂葉35例，頂葉12例，額顳頂葉29，顳頂葉、頂枕葉各12例。按照世界衛(wèi)生組織 (WHO)2007年制訂的神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤標(biāo)準(zhǔn)分類:膠質(zhì)瘤60例，腦膜瘤32例，轉(zhuǎn)移瘤8例。所有患者術(shù)前未行放療或化療。

1.2 方法

1.2.1 DTI檢查 儀器:西門子Magnetom Trio 3.0 T磁共振掃描儀。軸位掃描，采用彌散敏感單次激發(fā)回波平面成像序列。掃描參數(shù)為:重復(fù)時(shí)間 (TR)/回波時(shí)間 (TE)=8 000/70.4 ms，層厚3.6 mm，矩陣256×256，無間隔，視野 =230 mm。依據(jù)AC－PC定位線一共獲取33層圖像，可覆蓋整個(gè)大腦半球及腦干;選用2個(gè)彌散權(quán)重，b值分別取0和800 mm2/s，并加以彌散敏感梯度，取5次信號的平均值，采集時(shí)間設(shè)置為259 s。利用工作站計(jì)算出部分各向異性 (FA)圖，研究者在FA圖的各層面上手動(dòng)畫出患側(cè)病灶興趣區(qū) (ROI)及對側(cè)同等大小的正常腦組織ROI并得到FA值，每個(gè)區(qū)域重復(fù)測量3次，取平均值。然后將各個(gè)層面的FA均值再次平均后可得到患側(cè)病灶及其對應(yīng)的對側(cè)正常腦組織的FA值。FA值大小與髓鞘的完整性、傳導(dǎo)纖維的致密性及平行性有關(guān)，且方向性越強(qiáng)的纖維其FA程度越高。故FA值越大，表明神經(jīng)傳導(dǎo)性越強(qiáng)，纖維束越完整。

表1 手術(shù)前后患者CST受累程度及NIHSS、FMA評分比較 (n=100)Table 1 Comparison of CST severity and NIHSS/FMA scores before and after operation

1.2.2 DTT檢查 參照大腦白質(zhì)纖維束的解剖資料，測量患側(cè)受壓皮質(zhì)脊髓束(CST)及對應(yīng)的對側(cè)正常CST。ROI大小為5.3 mm2，盡量避開腦溝、腦室、出血、鈣化等信號欠均勻區(qū)域。測量部位應(yīng)包括3個(gè)不同位置的ROI并取其平均值。對患側(cè)病灶周圍的纖維束始點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，計(jì)算機(jī)自動(dòng)跟蹤，終止條件為角度＜35°且FA值＜0.20，對雙側(cè)CST進(jìn)行重建。在DTT圖譜中依據(jù)患側(cè)病灶與CST的空間位置關(guān)系將CST的受累程度分為4級:1級，CST完整;2級，CST完整但輕度受壓移位;3級，CST部分中斷;4級，CST大部分或完全中斷。

1.2.3 神經(jīng)功能評估 所有患者在手術(shù)前后采用美國國立衛(wèi)生院腦卒中量表(NIHSS)進(jìn)行神經(jīng)功能評估。NIHSS評分范圍為0～42分，分?jǐn)?shù)越低表示神經(jīng)功能受損程度越輕，恢復(fù)越好。

1.2.4 上肢運(yùn)動(dòng)功能評估 采用簡式Fugl－Meyer運(yùn)動(dòng)功能評定量表 (FMA)對患者的反射、肘、肩、腕及手指的協(xié)同運(yùn)動(dòng)、分離運(yùn)動(dòng)進(jìn)行評分，共計(jì)33項(xiàng)，總分為66分。評分越高表示上肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)越好。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。計(jì)量資料以 (±s)表示，手術(shù)前后均數(shù)的比較采用配對t檢驗(yàn);等級資料比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn);相關(guān)性分析采用Spearman秩相關(guān)分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者患側(cè)與其對側(cè)正常腦組織的FA值比較 腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤側(cè)FA值為 (0.39±0.07)，而其對側(cè)正常組織 FA值為 (0.50±0.08)，兩側(cè)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (t=10.348，P ＜0.01)。

2.2 手術(shù)前后CST受累程度及NIHSS、FMA評分 腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者手術(shù)前后CST受累程度及NIHSS、FMA評分比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＞0.05，見表1)。

2.3 CST受累程度與NIHSS、FMA評分相關(guān)性分析 Spearman秩相關(guān)分析結(jié)果顯示，CST受累程度與NIHSS評分呈正相關(guān)，與FMA評分呈負(fù)相關(guān) (P＜0.05，見表2)。

表2 手術(shù)前后CST受累程度與NIHSS、FMA評分的秩相關(guān)分析結(jié)果Table 2 Rank correlation analysis of CST severity and NIHSS/FMA scale scores before and after operation

3 討論

腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)為大腦皮質(zhì)中與運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)的區(qū)域，生長于該區(qū)域的腫瘤包括來源于腦實(shí)質(zhì)、腦血管、腦膜及顱骨的腫瘤，此外還有淋巴瘤及轉(zhuǎn)移性腫瘤［6－7］。該類腫瘤的治療通常選擇手術(shù)治療，但手術(shù)治療過程中的神經(jīng)保護(hù)是困擾臨床醫(yī)師的難題，如何既能順利手術(shù)切除腫瘤還能保護(hù)患者的神經(jīng)功能、運(yùn)動(dòng)功能，提高患者術(shù)后生存質(zhì)量，是臨床迫切需要解決的問題［8］。顯微神經(jīng)外科手術(shù)雖治療效果好，但與臨床醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)水平關(guān)系密切，對浸潤性的腫瘤辨識不清，應(yīng)用有限。DTI是在常規(guī)的MRI和DWI基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的一種新的MRI技術(shù)［9］。DTI可在活體狀態(tài)下對大腦的白質(zhì)纖維束進(jìn)行無創(chuàng)性的形態(tài)學(xué)研究，能準(zhǔn)確顯示白質(zhì)纖維束的受損范圍，有利于腦部組織病變的早期診斷及病情評估［10］。DTT是 DTI技術(shù)應(yīng)用的拓展，它可以辨認(rèn)大腦內(nèi)的特殊纖維通道及其相互之間的連接［11］。有學(xué)者報(bào)道DTT可顯示出腦腫瘤與其相鄰腦白質(zhì)纖維素之間的解剖關(guān)系，也可清晰顯示因癌變而致的腦白質(zhì)纖維束病變，并認(rèn)為其可作為大腦腫瘤纖維束異常診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”［12］。

目前關(guān)于采用DTI分析腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者偏癱肢體術(shù)后運(yùn)動(dòng)功能的研究甚少，F(xiàn)A值可以顯示早期神經(jīng)纖維的變性，反映CST的受損程度，CST的完整程度與患者運(yùn)動(dòng)功能障礙程度有關(guān);FA值的大小與白質(zhì)纖維的完整性、致密性、平行性及髓鞘的完整性有關(guān)，F(xiàn)A值越大表明神經(jīng)傳導(dǎo)能力愈強(qiáng)［13－14］。因此采用 DTI檢查，可以了解腫瘤對其周圍白質(zhì)特別是具有特殊功能的纖維束的影響、纖維束結(jié)構(gòu)的完整性及與腫瘤的確切位置，為臨床神經(jīng)外科手術(shù)制定更詳盡的方案提供重要信息。本研究結(jié)果顯示，DTI顯示患者病灶側(cè)FA值低于其對側(cè)正常腦組織的FA值，提示病灶側(cè)受腫瘤壓迫或惡性腫瘤的浸潤性生長而引起神經(jīng)元結(jié)構(gòu)遭受破壞，神經(jīng)傳導(dǎo)功能降低。此外，本研究對患者手術(shù)前后雙側(cè)CST進(jìn)行了重建，患側(cè)CST受手術(shù)創(chuàng)傷或腫瘤等因素的影響，表現(xiàn)為部分中斷或中斷或解剖結(jié)構(gòu)一致性的丟失，而健側(cè)CST解剖形態(tài)較為完整。

此外，本組患者手術(shù)前后 NIHSS、FMA評分間無差異，提示神經(jīng)外科手術(shù)并未加重腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者的神經(jīng)功能障礙和肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙，因此術(shù)前依據(jù)患者DTI成像得到的腫瘤與腦白質(zhì)纖維素之間的關(guān)系可為臨床制定更加個(gè)體化的治療方案提供詳盡信息。但CST受累程度與NIHSS呈正相關(guān)，與 FMA呈負(fù)相關(guān)，提示DTI顯示CST受累越輕 (即CST受累分級越低)的患者，其神經(jīng)、運(yùn)動(dòng)功能受損就較輕微 (即NIHSS評分越低、FMA評分越高)，對側(cè)肢體肌力減低不明顯;而DTI顯示CST受損嚴(yán)重的患者，神經(jīng)、運(yùn)動(dòng)功能受損較嚴(yán)重，對側(cè)肢體肌力降低則越明顯。

綜上所述，DTI可清晰顯示腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者病灶及周圍白質(zhì)纖維的關(guān)系，能直觀顯現(xiàn)CST受累程度，有助于神經(jīng)外科醫(yī)師在行手術(shù)治療時(shí)不會(huì)累及周圍正常的腦白質(zhì)纖維束，避免遺留永久性神經(jīng)功能后遺癥，也可為腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者術(shù)后神經(jīng)、運(yùn)動(dòng)功能損傷的評估及預(yù)后判斷提供重要參考信息。

1 孫勝杰，李鳳琪，錢海峰，等.MRI－DTI成像DTT技術(shù)及FA值對腦膜瘤術(shù)前的指導(dǎo)和術(shù)后的評價(jià)作用［J］.浙江中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，36(6):662－665.

2 王凱，趙津京，王曉東，等.急性腦卒中后DTI成像與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)損傷康復(fù)療效的預(yù)測研究［J］.中華腦血管病雜志，2012，6(4):192－195.

3 李艷，劉世文，張麗君，等.應(yīng)用功能磁共振成像分析腦卒中患者康復(fù)治療前后大腦再塑機(jī)制［J］.中國組織工程研究與臨床康復(fù)，2007，11(13):2449－2451.

4 鄒智，張英，王珊珊，等.鏡像治療結(jié)合任務(wù)導(dǎo)向性訓(xùn)練對腦卒中患者上肢功能的影響［J］.中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志，2011，33(9):697－696.

5 張曉鈺，桑德春.中老年缺血性腦卒中患者康復(fù)治療前后的彌散張量成像研究［J］.中國康復(fù)理論與實(shí)踐，2012，18(1):73－76.

6 Hirano Y，Maeshima S，Osawa A，et al.The effect of voluntary training with family participation on early home discharge in patients with severe stroke at a convalescent rehabilitation ward［J］.Eur Neurol，2012，68(4):221－228.

7 Yeo SS，Seo JP，Kwon YH，et al.Precommissural fornix in the human brain:a diffusion tensor tractography study［J］.Yonsei Med J，2013，54(2):315－320.

8 Zijta FM，F(xiàn)roeling M，Nederveen AJ，et al.Diffusion tensor imaging and fiber tractography for the visualization of the female pelvic floor［J］.Clin Anat，2013，26(1):110 －114.

9 Upadhyay J，Ducros M，Knaus TA，et al.Function and connectivity in human primary auditory cortex:a combined fMRI and DTI study at 3 Tesla［J］.Cereb Cortex，2007，17(10):2420－2432.

10 Mi－ Jung L，Heung Dong K，Joon Soo L，et al.Usefulness of diffusion tensor tractography in pediatric epilepsy surgery［J］.Yonsei Med J，2013，54(1):21－27.

11 趙琳，王守森，黃銀興，等.DTI對腦皮質(zhì)運(yùn)動(dòng)區(qū)腫瘤患者偏癱肢體術(shù)后運(yùn)動(dòng)功能的預(yù)測價(jià)值［J］.中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志，2012，11(6):626－629.

12 Inobe J，Kato T.Effectiveness of finger－ equipped electrode(FEE)－triggered electrical stimulation improving chronic stroke patients with severe hemiplegia［J］.Brain Inj，2013，27(1):114 －119.

13 李翠寧，劉懷軍，賈林毅，等.健康右利手年輕人腦白質(zhì)投射纖維各向異性研究［J］.中國全科醫(yī)學(xué)，2010，13(5):1517.

14 Kim MS，Lee SJ，Kim TU，et al.The influence of laterality of pharyngeal bolus passage on dysphagia in hemiplegic stroke patients［J］.Ann Rehabil Med，2012，36(5):1517－1519.