兒童顱后窩腫瘤術(shù)后小腦性緘默綜合征神經(jīng)影像學(xué)研究進(jìn)展

李艷華，劉 玥

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京兒童醫(yī)院放射科 國(guó)家兒童醫(yī)學(xué)中心，北京 100045)

小腦性緘默綜合征(cerebellar mutism syndrome, CMS)又稱顱后窩綜合征(posterior fossa syndrome, PFS)、小腦認(rèn)知情感綜合征(cerebellar cognitive affective syndrome, CCAS)，也有學(xué)者[1]認(rèn)為CMS是CCAS的極端且更為嚴(yán)重的表現(xiàn)形式。超過90%的CMS發(fā)生于兒童，臨床表現(xiàn)為遲發(fā)性緘默、言語減少和情緒不穩(wěn)定，持續(xù)1天至數(shù)月，恢復(fù)前可伴嚴(yán)重構(gòu)音障礙。CMS是兒童顱后窩腫瘤術(shù)后的嚴(yán)重并發(fā)癥之一，發(fā)病率約14.7%～47.6%，緘默癥狀往往于術(shù)后1～2天出現(xiàn)，緘默癥狀恢復(fù)后，認(rèn)知、情感和運(yùn)動(dòng)功能其他缺陷常持續(xù)存在[2-3]。目前對(duì)于CMS的病理生理和解剖學(xué)基礎(chǔ)尚未明確，相關(guān)假說包括血管痙攣引起小腦灌注不足、手術(shù)損傷引起小腦水腫或軸突損傷、大腦-小腦間神經(jīng)功能障礙以及近端傳出小腦通路(proximal efferent cerebellar pathway, PECP)結(jié)構(gòu)熱損傷等[4-9]?；谏窠?jīng)影像學(xué)研究[7-13]，目前普遍認(rèn)為CMS與齒狀核-丘腦-皮質(zhì)通路(the dentato-thalamo-cortical pathway, DTC)受損有關(guān)。DTC是小腦核團(tuán)向大腦皮層的重要傳出通路，由齒狀核(dentate nucleus, DN)通過對(duì)側(cè)紅核和丘腦延伸至對(duì)側(cè)大腦皮層[10]。DN、小腦上腳(superior cerebellar peduncle, SCP)和中腦被蓋(midbrain tegmentum， MT)構(gòu)成DTC的近端部分，亦稱為PECP，與CMS發(fā)生有關(guān)[11]。

T2WI、彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging， DWI)等常規(guī)MRI以及彌散張量成像(diffusion tensor imaging, DTI)、動(dòng)脈自旋標(biāo)記成像(arterial spin-labeling imaging, ASL)、三維T1加權(quán)成像(3D-T1 weighted imaging, 3D-T1WI)及功能MRI(functional MRI, fMRI)等MR新技術(shù)可為研究?jī)和B后窩腫瘤術(shù)后CMS發(fā)生和發(fā)展提供客觀的影像學(xué)依據(jù)，推動(dòng)了相關(guān)病理生理機(jī)制及解剖學(xué)研究。本文就兒童顱后窩腫瘤術(shù)后CMS神經(jīng)影像學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 常規(guī)MRI

MRI組織分辨率高，廣泛用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)研究。多項(xiàng)研究[5,11-13]結(jié)果表明，顱后窩腫瘤術(shù)后發(fā)生CMS患兒術(shù)后即刻和后期隨訪MRI均可見涉及PECP的信號(hào)異常。MORRIS等[11]發(fā)現(xiàn)雙側(cè)DTC通路受損程度與CMS發(fā)生呈正相關(guān)，且腦橋、中腦和小腦上腳T2信號(hào)異常與CMS之間存在相關(guān)性。也有研究[12]認(rèn)為顱后窩腫瘤術(shù)后T2WI所見SCP和DN信號(hào)改變與CMS存在相關(guān)性?？紤]到術(shù)后生理、病理和治療因素等對(duì)影像學(xué)表現(xiàn)的影響，AVULA等[5]分析顱后窩術(shù)后即刻DWI，發(fā)現(xiàn)CMS發(fā)展與PECP、小腦蚓部和下蚓部異常擴(kuò)散受限均存在顯著相關(guān)性。CHUA等[13]發(fā)現(xiàn)顱后窩腫瘤術(shù)后DWI高信號(hào)區(qū)域，結(jié)合解剖位置，多涉及單側(cè)或雙側(cè)DN或SCP，為CMS的危險(xiǎn)因素，與MORRIS 等[11]的結(jié)果相符，提示手術(shù)損傷PECP是CMS的重要危險(xiǎn)因素之一。此外，因手術(shù)過程使用超聲吸引器會(huì)產(chǎn)生大量熱量，MRI顯示中暑者累及PECP結(jié)構(gòu)擴(kuò)散受限，與CMS患者極其相似[7，14]，故有學(xué)者[7]基于此提出熱損傷假說。

由于DTC通路的近端結(jié)構(gòu)還參與構(gòu)成肌陣攣三角，后者是由DTC中的DN和對(duì)側(cè)紅核及下橄欖核(inferior olivary nucleus, ION)組成的神經(jīng)環(huán)路，該結(jié)構(gòu)被破壞導(dǎo)致肥大性下橄欖核變性(hypertrophic olivary degeneration, HOD)。 DTC通路和肌陣攣三角存在共同的解剖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)且在顱后窩腫瘤術(shù)后CMS患兒中可觀察到；術(shù)后3～4周ION呈局灶性T2高信號(hào)，4～6個(gè)月出現(xiàn)ION肥大，3～4年后可表現(xiàn)為ION萎縮或恢復(fù)[14-15]，故有學(xué)者[14]認(rèn)為CMS與HOD顯著相關(guān)，以上研究結(jié)果均證實(shí)CMS存在PECP損傷。

盡管常規(guī)MRI可為探索CMS的神經(jīng)解剖學(xué)提供重要信息，但多為結(jié)構(gòu)成像，無法提供腦功能信息，預(yù)測(cè)兒童顱后窩腫瘤術(shù)后CMS價(jià)值有限。

2 DTI

DTI可顯示腦白質(zhì)纖維束。目前普遍認(rèn)為手術(shù)致DTC損傷在CMS發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色。多項(xiàng)研究[8-9,11,16-18]對(duì)顱后窩腫瘤患兒于術(shù)前、術(shù)中(或術(shù)后即刻)及術(shù)后隨訪過程中行DTI，以期確切評(píng)估DTC中腦白質(zhì)纖維束受損時(shí)間、損傷嚴(yán)重程度及其與CMS癥狀嚴(yán)重程度之間的相關(guān)性。范國(guó)鋒等[16]發(fā)現(xiàn)，顱后窩腫瘤術(shù)后非CMS患兒雙側(cè)DN和小腦上、中、下腳的FA值與術(shù)前差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而CMS患兒術(shù)后雙側(cè)DN和小腦下腳FA值呈先下降再升高趨勢(shì)，初步推測(cè)兒童顱后窩腫瘤術(shù)后CMS與DN及小腦下腳相應(yīng)結(jié)構(gòu)受損有關(guān)。術(shù)前全腦DTI研究[17]結(jié)果顯示，與語言未受損患者相比，CMS患者術(shù)前即存在丘腦-皮質(zhì)通路異常。有學(xué)者[18]對(duì)9例CMS患者行頭部DTI，發(fā)現(xiàn)術(shù)后雙側(cè)SCP腦白質(zhì)發(fā)生變化，其各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy, FA)降低，且術(shù)后1年雙側(cè)SCP腦白質(zhì)改變?nèi)源嬖凇ORRIS等[11]分析術(shù)后即刻DTI，CMS雙側(cè)小腦上腳、穹隆、右側(cè)角回和左額上回附近白質(zhì)區(qū)FA明顯減低。一項(xiàng)基于小腦DTI的研究[8]指出，兒童顱后窩腫瘤術(shù)后左側(cè)SCP的FA較術(shù)前顯著降低，恢復(fù)較晚的CMS患兒術(shù)后左側(cè)SCP的FA明顯低于術(shù)后恢復(fù)較早者，且隨訪過程中存在共濟(jì)失調(diào)與左側(cè)SCP的FA持續(xù)降低有關(guān)；推測(cè)術(shù)后即刻SCP的FA降低與水腫及一過性軸突損傷有關(guān)，隨訪過程FA持續(xù)降低可能提示更持久的軸突損傷，而術(shù)前MRI顯示腫瘤分布的左側(cè)偏向性可能是導(dǎo)致SCP單側(cè)FA降低的原因之一。上述研究表明，DTC損傷與顱后窩腫瘤術(shù)后發(fā)生CMS風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，尤其DTC近端組成部分DN、SCP受損在CMS發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色。DTI不僅有助于提高對(duì)CMS神經(jīng)解剖學(xué)及病理生理機(jī)制的認(rèn)識(shí)、評(píng)估DTC的完整性，更有利于指導(dǎo)臨床制定個(gè)體化手術(shù)方案，盡可能避免損傷術(shù)區(qū)腦白質(zhì)纖維束。目前對(duì)CMS的診斷仍無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[18]，有待統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行多中心、前瞻性研究。

3 ASL

ASL無需對(duì)比劑即可實(shí)現(xiàn)腦血流定量測(cè)量。CMS臨床癥狀與幕上功能障礙有關(guān)，CMS患者可能存在腦皮質(zhì)血流量異常。YECIES等[9]應(yīng)用ASL技術(shù)評(píng)估CMS術(shù)后即刻及語言恢復(fù)后皮質(zhì)血流量，與術(shù)后非CMS患兒相比，CMS患兒術(shù)后即刻ASL成像顯示右側(cè)額葉灌注顯著減少，左側(cè)額葉亦存在灌注減少趨勢(shì)，且癥狀緩解后雙側(cè)額葉血流灌注明顯增多，證明CMS患兒額葉灌注減少于術(shù)后即刻出現(xiàn)、隨癥狀緩解而恢復(fù)，額葉血流灌注減少與CMS癥狀明顯相關(guān)。亦有研究[6]結(jié)果顯示顱后窩腫瘤術(shù)后CMS患兒在臨床癥狀緩解的同時(shí)腦灌注得到改善。以上研究提示，作為DTC的近端組成部分，小腦核團(tuán)術(shù)后損傷會(huì)引起作為該通路遠(yuǎn)端組成部分的額葉灌注改變，導(dǎo)致與主要損傷區(qū)域相連的DTC遠(yuǎn)端大腦區(qū)域功能減低或喪失，為進(jìn)一步探索CMS病理生理基礎(chǔ)及治療方法提供了新的方向。

4 fMRI

fMRI技術(shù)在腦功能、尤其腦網(wǎng)絡(luò)研究中應(yīng)用廣泛，已用于研究多種認(rèn)知障礙性疾病。ALBAZRON等[19]對(duì)比分析正常人與CCAS患者的靜息態(tài)功能連通性MRI(rs-fcMRI)，發(fā)現(xiàn)CCAS(包括語言功能受損但尚未出現(xiàn)緘默癥狀及CMS患兒)與小腦傳出通路損傷密切相關(guān)，與其關(guān)系最密切的小腦區(qū)域在功能上與丘腦背內(nèi)側(cè)核相連，而病變部位與丘腦背內(nèi)側(cè)核之間的連通性越高，發(fā)生CCAS的可能性越大，提示小腦與丘腦特定區(qū)域連接完整性破壞程度與發(fā)生CCAS相關(guān)。既往研究[20]證實(shí)，前額葉皮層46區(qū)(prefrontal cortex area 46, PFC 46)參與組成語言系統(tǒng)，該腦區(qū)涉及多種語言功能，包括語言運(yùn)動(dòng)編碼、語音處理、語言匹配及語句加工，在語言表達(dá)中具有核心作用，且與小腦小葉CrusⅠ、CrusⅡ和Ⅸ存在纖維投射。多項(xiàng)研究[21-23]結(jié)果提示，小腦存在2個(gè)運(yùn)動(dòng)代表區(qū)(分別位于小腦小葉Ⅳ/Ⅴ/Ⅵ及小腦小葉Ⅷ)和3個(gè)非運(yùn)動(dòng)代表區(qū)(分別位于小腦小葉Ⅵ/CrusⅠ、CrusⅡ/ⅦB及Ⅸ/Ⅹ)。任務(wù)態(tài)fMRI研究[21]發(fā)現(xiàn)，不同任務(wù)狀態(tài)下會(huì)有不同小腦區(qū)域激活，如運(yùn)動(dòng)任務(wù)中小腦小葉Ⅳ/Ⅴ/Ⅵ和Ⅷ區(qū)激活，語言任務(wù)中雙側(cè)小腦小葉CrusⅠ/Ⅱ、Ⅸ、右側(cè)Ⅵ區(qū)激活，工作記憶任務(wù)中雙側(cè)小腦小葉CrusⅠ/Ⅱ、Ⅵ和ⅦB激活，情感任務(wù)中左側(cè)小腦小葉CrusⅡ、Ⅵ、蚓部CrusⅡ和雙側(cè)Ⅹ激活。以上結(jié)果證實(shí)小腦不僅參與運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，還參與工作記憶、語言、社交和情感的處理；且小腦與額葉存在纖維投射，小腦-額葉聯(lián)系中斷將導(dǎo)致認(rèn)知、情感和社會(huì)功能受損，CCAS患兒的一系列語言和認(rèn)知情感癥狀與之具有一致性。上述結(jié)果展現(xiàn)出小腦在認(rèn)知發(fā)展中的重要性及fMRI在CMS研究中的廣闊前景。臨床癥狀與功能影像學(xué)相結(jié)合的前瞻性縱向分析將有助于揭示CMS發(fā)生機(jī)制。

5 3D-T1WI

ALBAZRON等[19]將3D重建術(shù)后病變映射至模板腦并進(jìn)行減影分析，發(fā)現(xiàn)顱后窩腫瘤術(shù)后CCAS患兒小腦傳出通路損傷明顯大于術(shù)后無CCAS患兒，且小腦傳出通路損傷與CCAS癥狀發(fā)展存在相關(guān)性。有學(xué)者[24]開展非假設(shè)驅(qū)動(dòng)的完全自動(dòng)化匹配研究，將術(shù)后出現(xiàn)和未出現(xiàn)CMS患兒在三維空間中與正常小腦和腦干模板進(jìn)行匹配分析，以有效避免特定假說的限制，發(fā)現(xiàn)了6個(gè)與CMS相關(guān)的潛在影像學(xué)生物標(biāo)記，分別位于右側(cè)小腦小葉Ⅴ、Ⅸ、Ⅰ-Ⅳ和Ⅷa。上述發(fā)現(xiàn)與腦網(wǎng)絡(luò)研究語言任務(wù)中存在雙側(cè)小腦小葉CrusⅠ/Ⅱ、Ⅸ、右側(cè)Ⅵ區(qū)激活具有一定重疊,與CMS患兒存在語言障礙相符合。隨著對(duì)小腦功能連接及其在認(rèn)知、情感中作用的理解，今后研究應(yīng)密切結(jié)合臨床癥狀與小腦功能和解剖結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮3D-T1WI分辨率高的優(yōu)勢(shì)，通過結(jié)構(gòu)協(xié)變網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)一步探索CMS的神經(jīng)解剖學(xué)及功能聯(lián)系。

6 小結(jié)

MRI對(duì)于CMS神經(jīng)解剖學(xué)、發(fā)病機(jī)制、腦功能研究和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要作用，有助于探索CMS的發(fā)病機(jī)制及早期檢出和評(píng)估CMS。