術(shù)前彌散張量成像面神經(jīng)重建在聽神經(jīng)瘤手術(shù)中的應(yīng)用☆

吳學東 夏海堅 鐘東 何大海 史東杰 唐文淵 鄭履平 孫曉川

聽神經(jīng)瘤因位置深在、毗鄰重要結(jié)構(gòu)，且與面神經(jīng)關(guān)系密切，目前治療仍存在挑戰(zhàn)。腫瘤術(shù)前常壓迫面神經(jīng)致其功能受損，同時腫瘤與面神經(jīng)相對位置的不確定加劇術(shù)中面神經(jīng)保護的困難，導致術(shù)后嚴重面癱的可能，嚴重影響患者術(shù)后生活質(zhì)量[1-3]。故在安全切除腫瘤的同時，有效保護面神經(jīng)功能成為手術(shù)的重要目標。若術(shù)者術(shù)前知曉面神經(jīng)和腫瘤的毗鄰關(guān)系，術(shù)中便能更具目的性發(fā)現(xiàn)并保護好面神經(jīng)，降低面神經(jīng)損傷發(fā)生率。遺憾的是，目前尚缺乏成熟的術(shù)前面神經(jīng)定位手段[1]。彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）可在活體條件下無創(chuàng)顯示神經(jīng)纖維束走行，為實現(xiàn)上述目標提供了可能。國內(nèi)外已有利用DTI技術(shù)行聽神經(jīng)瘤術(shù)前面神經(jīng)重建的報道，但重建技術(shù)尚欠成熟，且多為回顧性研究，缺乏系統(tǒng)研究[1，4-6]。本研究旨在通過前瞻性研究，進一步探討術(shù)前DTI面神經(jīng)重建技術(shù)在聽神經(jīng)瘤術(shù)中面神經(jīng)功能保護的具體價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象納入標準：未經(jīng)治療的單發(fā)聽神經(jīng)瘤患者。排除標準：①有影響面神經(jīng)功能的其他疾病患者；②合并高血壓、糖尿病等慢性疾病患者；③拒絕手術(shù)治療患者。本研究共納入2017年5月至2019年5月于我院手術(shù)的聽神經(jīng)瘤共62例。入院后采用抽簽法隨機分為DTI組和對照組，其中DTI組30例，對照組32例（表1）。本研究已獲重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 影像學檢查所有患者入院后常規(guī)行巖骨薄層CT檢查。對照組予美國GE公司3.0 T MR機器行平掃及增強掃描，DTI組在此基礎(chǔ)上加做3D T1WI和DTI序列掃描。DTI序列參數(shù)：TR=6400 ms，TE=103 ms，矩陣=128×128，F(xiàn)OV=240 mm×240 mm，層距0 mm，層厚3.5 mm，層數(shù)60層，60個彌散方向。掃描數(shù)據(jù)上傳至我院影像PACS系統(tǒng)，通過其自帶工具測量腫瘤各向最大徑，并收集腫瘤形態(tài)學相關(guān)信息。

1.3 面神經(jīng)重建方法將掃描的DICOM數(shù)據(jù)導入3D Slicer 4.10.1中進行面神經(jīng)重建。首先將DICOM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Nrrd格式，通過軟件的Diffusion Tensor Estimation模塊對原始彌散加權(quán)圖像數(shù)據(jù)進行DTI分析，使用Diffusion Tensor Scalar Maps模塊生成各向異性分數(shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）圖。使用Editor模塊繪制感興趣區(qū) （region of interest，ROI），ROI根據(jù)3DT1WI圖像選擇患側(cè)內(nèi)聽道口和面神經(jīng)出腦干區(qū)，應(yīng)用Tractography Seeding模塊進行面神經(jīng)的追蹤重建。FA下限設(shè)定為0.1，上限設(shè)定為0.2，以0.01梯度逐漸增加FA值以求獲得最佳重建效果，通過調(diào)整模塊內(nèi)ROI、FA 閾值、Stopping Track Curvature等大小排除走行方向明顯不符的纖維。腫瘤三維重建依據(jù)3D T1WI序列應(yīng)用Segment Volume模塊進行，將構(gòu)建好的腫瘤三維影像與面神經(jīng)重建結(jié)果融合顯示，以便直觀了解面神經(jīng)的走行及與腫瘤的位置關(guān)系。

1.4 手術(shù)方法兩組病例均由同一主刀醫(yī)師經(jīng)枕下乙狀竇后入路行腫瘤切除。使用自發(fā)面肌電圖監(jiān)護整個手術(shù)過程，使用誘發(fā)性面肌電圖主動辨識面神經(jīng)。

對照組病例，在術(shù)中電生理監(jiān)測明確操作區(qū)域無面神經(jīng)走行后，行腫瘤瘤內(nèi)分塊切除，并游離腫瘤各向邊界，顯露面神經(jīng)腦干段；再磨開內(nèi)聽道后壁，切除腫瘤并顯露面神經(jīng)內(nèi)聽道段；最后從腦干段及內(nèi)聽道段兩側(cè)會師，全切除腫瘤。對于腫瘤和面神經(jīng)粘連緊密者，酌情行次全切除。

DTI組則根據(jù)術(shù)前面神經(jīng)重建結(jié)果，有目的性地暴露局部并解剖面神經(jīng)，在臨近面神經(jīng)走行區(qū)域時提前降低雙極電凝功率，以減少對面神經(jīng)可能的熱刺激損傷，其余手術(shù)原則同對照組。

1.5 DTI面神經(jīng)重建結(jié)果準確性評估手術(shù)進程中，利用術(shù)中電生理監(jiān)測確定的面神經(jīng)走行作為金標準，結(jié)合顯微鏡下觀察，與術(shù)前利用DTI技術(shù)重建的面神經(jīng)走形路徑相比較，評價DTI面神經(jīng)重建的準確率。根據(jù)解剖體位將腦池段面神經(jīng)與腫瘤的位置關(guān)系分為六種：面神經(jīng)位于腫瘤的上極、下極、腹側(cè)上方、腹側(cè)中央、腹側(cè)下方及腫瘤后方。

1.6 術(shù)后評估切除程度評估：所有病例術(shù)后3 d行增強MRI檢查，根據(jù)術(shù)中鏡下所見及術(shù)后影像學結(jié)果，將腫瘤切除程度分為全切除/近全切除和次全切除。

面神經(jīng)功能評定：按House-Brackmann標準對兩組病例進行術(shù)前及術(shù)后2周面神經(jīng)功能評級。評定者為臨床工作2年及以上的2名醫(yī)師，遵照盲法原則進行，對于分級有異者則由第三名醫(yī)師綜合評定。將面神經(jīng)功能Ⅰ～Ⅱ級定義為良好。

2 結(jié)果

表1 一般資料信息 例

2.2 DTI面神經(jīng)重建準確性評估DTI組病例全部重建出面神經(jīng)走行，經(jīng)過術(shù)中鏡下觀察及電生理監(jiān)測驗證，發(fā)現(xiàn)其中27例與術(shù)中實際情況相符，有 3例不符，準確率為 90%（27/30），見表 2。該3例均為囊性大型聽神經(jīng)瘤，最大徑分別為52.72 mm×39.61 mm、45.65 mm×36.46 mm、36.97 mm×30.65 mm，經(jīng)術(shù)中電生理證實其中2例面神經(jīng)位于腫瘤腹側(cè)中央、1例位于腫瘤下極，鏡下顯示面神經(jīng)菲薄、與腫瘤粘連緊密且難以清晰辨認。

兩組病例均無面神經(jīng)位于腫瘤上極及后方者，經(jīng)Fisher精確檢驗，兩組面神經(jīng)與腫瘤的空間毗鄰關(guān)系無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），見表2。

表2 兩組面神經(jīng)與腫瘤毗鄰關(guān)系 例

2.3 DTI面神經(jīng)重建對于聽神經(jīng)瘤手術(shù)的價值DTI組與對照組腫瘤全切/近全切除率分別為93.33%（28/30）和 84.38%（27/32），經(jīng) Fisher精確檢驗，兩組無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）；DTI組及對照組平均手術(shù)時長分別為（7.17±0.91）h 和（7.89±0.76）h，兩組有統(tǒng)計學差異（t=3.402，P=0.001）。

表3 兩組面神經(jīng)功能在術(shù)前、術(shù)后2周及轉(zhuǎn)歸情況 例

圖1 1例 DTI組患者的影像、術(shù)中及術(shù)后情況 A：右側(cè)巖骨 CT；B：T1WI；C：T2WI；D：T1增強；E：術(shù)后 T1增強；F：術(shù)前 DTI面神經(jīng)重建和腫瘤的融合圖像，綠色示腫瘤，黃色示面神經(jīng)，顯示面神經(jīng)位于腫瘤前方；G：術(shù)中腫瘤全切后保留的面神經(jīng)，位于腫瘤前方，與DTI重建結(jié)果一致，兩白色箭頭示面神經(jīng)在內(nèi)聽道口扇形變薄明顯，黑色箭頭示面神經(jīng)腦干端；H:腫瘤全切后電刺激面神經(jīng)腦干段電活動明顯；I：患者術(shù)后面神經(jīng)功能同術(shù)前。

3 討論

隨著顯微神經(jīng)外科技術(shù)的發(fā)展，聽神經(jīng)瘤的治療目標不但要安全度過圍手術(shù)期，更要追求面神經(jīng)功能保留，以提高術(shù)后生活質(zhì)量。目前面神經(jīng)的定位主要靠術(shù)中電生理監(jiān)測，而電生理監(jiān)測不可避免存在一定滯后性，故現(xiàn)今面神經(jīng)解剖及功能的保護仍存在巨大挑戰(zhàn)[5]。

DTI可在一定程度上克服顱底骨質(zhì)和周圍腦脊液信號的干擾[7]，使術(shù)前實現(xiàn)無創(chuàng)面神經(jīng)重建成為可能。TAOKA等[8]利用DTI技術(shù)在聽神經(jīng)瘤中行術(shù)前面神經(jīng)重建的報道，激起了學界對此研究的濃厚興趣。SATYARTHEE[4]、BORKAR 等[6]的報道進一步提示該技術(shù)在聽神經(jīng)瘤圍手術(shù)期中的價值。但以上研究中DTI重建準確率高低不一，且尚缺乏統(tǒng)一的影像掃描及重建技術(shù)流程。我們在實際操作過程中體會到以下細節(jié)有助于提高重建質(zhì)量：①適當增加DTI掃描的彌散方向有助于減少信息丟失；②對無禁忌患者，適當鎮(zhèn)靜有助于減少因頭位擺動所致偽影；③多方位的薄層掃描有利于ROI的準確選??；④動態(tài)調(diào)節(jié)FA值及ROI等參數(shù)以確定個體化的最優(yōu)重建參數(shù)。本研究DTI面神經(jīng)重建的準確率達90%（27/30）；重建結(jié)果與實際不符的病例均為囊性大型聽神經(jīng)瘤，這可能與其瘤壁完整性較差、面神經(jīng)變薄明顯且與腫瘤粘連更緊密有關(guān)[9]；相信今后更高場強MR的引入可進一步提高重建準確率。

研究表明，聽神經(jīng)瘤術(shù)后面神經(jīng)功能的惡化與術(shù)中對面神經(jīng)的反復騷擾密切相關(guān)[2]。術(shù)中面神經(jīng)的識別主要靠電生理監(jiān)測，但由于術(shù)前無法得知腫瘤與神經(jīng)的毗鄰關(guān)系，術(shù)中需對腫瘤各界進行探測以識別面神經(jīng)，確認無面神經(jīng)電反應(yīng)后再行腫瘤切除[3]。這不僅耗費了大量手術(shù)時間，還增加了面神經(jīng)損傷的風險，研究顯示反復電流刺激易使本已受損的面神經(jīng)功能進一步下降[10]。本研究中，術(shù)前DTI面神經(jīng)重建使術(shù)中面神經(jīng)解剖及腫瘤切除過程更有的放矢，并大為減少術(shù)中電生理的探測次數(shù)，這是 DTI組縮短平均手術(shù)時長及改善術(shù)后面神經(jīng)功能的主要原因。

通過前瞻性研究，我們發(fā)現(xiàn)術(shù)前DTI面神經(jīng)重建對于聽神經(jīng)瘤手術(shù)具有重大價值，能夠縮短手術(shù)時長并有助于面神經(jīng)功能保護。但本研究還存在一定局限性，作為單中心研究，納入的病例還非常有限，重建的技術(shù)也尚有進一步優(yōu)化及提高的空間。后續(xù)我們將聯(lián)合其他單位，進一步開展研究，以期最終將該技術(shù)在臨床普及。