多模態(tài)磁共振成像聯(lián)合術(shù)中超聲在功能區(qū)腦膠質(zhì)瘤手術(shù)中的應(yīng)用研究＊

薛 偉 朱家寶 安良良 徐 濤 王 偉 王晉君 郭興華 高 磊

1.山西省運城市中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科 (山西 運城 044000)

2.山西省運城市中心醫(yī)院神經(jīng)外科 (山西 運城 044000)

3.山西省運城市中心醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科 (山西 運城 044000)

4.山西省運城市中心醫(yī)院病理科 (山西 運城 044000)

5.山西省運城市中心醫(yī)院放射治療科 (山西 運城 044000)

6.武漢大學(xué)中南醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科 (湖北 武漢 430071)

腦膠質(zhì)瘤是臨床上常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤，目前首選的治療方案是以手術(shù)為主、放化療為輔，目的是在保留正常神經(jīng)功能的前提下，最大范圍地切除腫瘤[1-2]。如何精確判斷腫瘤的組織邊界以及腫瘤與鄰近腦功能區(qū)的位置關(guān)系，如何綜合權(quán)衡腫瘤切除與腦功能保護，是這些年神經(jīng)外科治療的棘手難題。

腦功能區(qū)的個體差異、病灶對功能區(qū)的推擠、功能區(qū)的重塑等多種因素，使得功能區(qū)的定位較為困難，僅憑術(shù)者的主觀判斷進(jìn)行功能區(qū)定位和保護是不可靠的。因此，客觀準(zhǔn)確地定位腦功能區(qū)，是決定功能區(qū)膠質(zhì)瘤手術(shù)效果的關(guān)鍵。

多模態(tài)磁共振成像技術(shù)，包括基于血氧水平依賴(BOLD)信號的功能磁共振成像(fMRI)和基于彌散張量成像(DTI)的結(jié)構(gòu)成像，可以客觀準(zhǔn)確地定位腦功能區(qū)，直觀、清晰地顯示腫瘤與鄰近白質(zhì)纖維束的解剖關(guān)系，為手術(shù)方式的選擇以及腫瘤的切除范圍提供客觀依據(jù)。加用術(shù)中超聲，可使術(shù)者實時明辨腫瘤的邊界，提高腫瘤全切率。二者聯(lián)合運用于功能區(qū)膠質(zhì)瘤，有助于醫(yī)生找到膠質(zhì)瘤切除與神經(jīng)功能保護之間的平衡點，使患者獲取最大的手術(shù)效益。

近3年以來，運城市中心醫(yī)院膠質(zhì)瘤MDT團隊已經(jīng)運用多模態(tài)MRI聯(lián)合術(shù)中超聲進(jìn)行了多例腦膠質(zhì)瘤患者的術(shù)前與術(shù)中定位及術(shù)后預(yù)判，本研究報道其中21例功能區(qū)膠質(zhì)瘤患者，聯(lián)合運用多模態(tài)磁共振成像技術(shù)和術(shù)中超聲技術(shù)，在保留語言和運動功能的前提下最大程度地切除了腫瘤，取得了非常好的效果。現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料實驗組21例功能區(qū)膠質(zhì)瘤患者(男12/女9例，9-65歲，平均45.1歲)，累及語言區(qū)12例(左顳葉7例，左額葉4例，左側(cè)顳枕葉1例)，累及運動區(qū)膠質(zhì)瘤9例(左額葉5例、右額葉4例)。按WHO分級，高級別膠質(zhì)瘤18例，低級別膠質(zhì)瘤3例。對照組20例患者(男12例/女8例，13-69歲，平均46.8歲)，其中累及語言區(qū)膠質(zhì)瘤11例(左顳葉7例、左額葉4例)，累及運動區(qū)膠質(zhì)瘤9例(左額葉5例、右額葉4例)。按照WHO分級，其中高級別膠質(zhì)瘤17例、低級別3例。

1.2 臨床表現(xiàn)實驗組語言區(qū)膠質(zhì)瘤中，語言表達(dá)困難4例，語言理解困難5例，頭痛2例，記憶力減退1例，運動區(qū)膠質(zhì)瘤中，7例肌力減退，2例肌力無明顯減退，其中部分患者有感覺減退、頭暈、惡心、嘔吐等癥狀。對照組語言區(qū)膠質(zhì)瘤中，言語表達(dá)困難3例，理解語言困難4例，記憶力減退3例，癲癇發(fā)作1例，運動區(qū)膠質(zhì)瘤中，6例肌力減退，3例肌力無明顯減退，其中部分患者有感覺減退、頭暈、惡心、嘔吐等癥狀。

1.3 實驗設(shè)計實驗組語言區(qū)膠質(zhì)瘤患者，術(shù)前行自我簡介任務(wù)進(jìn)行語言區(qū)定位，使用30s默念、30秒靜止重復(fù)循環(huán)9次的block設(shè)計，成功定位出以Broca區(qū)及Wernicke區(qū)為主要成分的語言網(wǎng)絡(luò)(圖1)。運動區(qū)膠質(zhì)瘤患者，通過使用30秒雙手手指張握、30秒靜止重復(fù)循環(huán)9次的block設(shè)計，進(jìn)行fMRI定位，可以定位中央前后回及輔助運動區(qū)構(gòu)成的體感運動網(wǎng)絡(luò)。實驗組所有患者均行DTI掃描，重建出包括錐體束在內(nèi)的重要纖維束。BOLD序列參數(shù)：TR 2000ms，TE 28ms，Averages 1，thickness 3mm，Slices 36，Base resolution 64，F(xiàn)lip angle 90 deg，Dist.factor 0%，Threshold 4.00，Paradigm size 20。DTI序列參數(shù)：TR 3700ms，TE 92ms，Averages 1-3，thickness 4.0mm，Slices 25，Base resolution 128，b-Value 0-1000，Diff.directions 30，Dist.factor 30%。T1-mprage序列參數(shù)：TR 2300ms，TE 2.98ms，Averages 1，thickness 1.1mm，Slabs 1，Base resolution 256，F(xiàn)lip angle 9 deg，TI 900ms，Dist.factor 50%。

1.4 術(shù)前評估語言區(qū)及運動區(qū)膠質(zhì)瘤患者術(shù)前均行KPS評分。

1.5 手術(shù)與術(shù)中超聲方法實驗組患者參考術(shù)前多模態(tài)影像檢查結(jié)果，確定病灶與腦功能區(qū)的位置關(guān)系，合理規(guī)劃手術(shù)路徑，確定手術(shù)入路。根據(jù)術(shù)前MRI、CT等影像資料確定腫瘤位置，開顱去骨瓣暴露硬膜，術(shù)者切開硬膜。

術(shù)中超聲儀器選用PHILIPS CX50彩色多普勒超聲儀，選用兩把探頭，一為C-85凸陣術(shù)中專用探頭，探頭頻率 5.0～8.0 MHz，選用顱腦條件，探查腫瘤全貌，二為矩陣術(shù)中專用探頭L15-7io，探頭頻率7.0～15.0 MHz，探查腫瘤淺表情況。

超聲探頭涂以耦合劑，外面包上無菌的塑料套，置于腦組織表面，應(yīng)用常規(guī)超聲在骨窗范圍內(nèi)行冠狀、矢狀、水平或需要的切面進(jìn)行多切面滑行檢查，為術(shù)者提供腫瘤大致范圍及其邊界，并與術(shù)前影像資料相對應(yīng)。

在二維灰階模式下探查腫瘤病灶，觀察其形態(tài)、位置、邊界、內(nèi)部情況、周圍腦組織水腫情況，測量腫瘤大小及其距腦表面深度，為術(shù)者提供準(zhǔn)確的距離；采用彩色多普勒模式(CDFI)顯示膠質(zhì)瘤及其鄰近血管，觀察其供血情況，頻譜多普勒顯示血流動力學(xué)，綜合腫瘤數(shù)據(jù)情況為術(shù)者再次確定安全的手術(shù)入路方式。

在術(shù)中，術(shù)中超聲可進(jìn)行實時、不間斷的探查，確定腫瘤是否切除干凈、是否有殘余腫瘤組織及其位置，可以為術(shù)者提供信息，從而進(jìn)一步提高清除率，甚至完全清除。

1.6 手術(shù)效果評估及統(tǒng)計分析實驗組和對照組患者，手術(shù)后48小時內(nèi)復(fù)查頭顱MRI，評估腫瘤全切率，使用KPS評分表評估神經(jīng)功能，記錄術(shù)前和術(shù)后2周時的KPS評分。兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行雙樣本t檢驗，P＜0.05具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者在年齡、性別、膠質(zhì)瘤級別上無顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。

2.2 多模態(tài)磁共振成像結(jié)果及術(shù)中超聲情況我們共對17例語言區(qū)膠質(zhì)瘤患者及12例運動區(qū)膠質(zhì)瘤患者行任務(wù)態(tài)fMRI檢查，其中有12例語言區(qū)膠質(zhì)瘤患者(71%)及9例運動區(qū)膠質(zhì)瘤患者(75%)可以定位顯示功能區(qū)。本實驗組21例腦膠質(zhì)瘤患者，均為成功定位功能區(qū)的患者，其中運動區(qū)以受壓推移為主，1例患者運動區(qū)域被腫瘤侵蝕、破壞，范圍縮小，語言區(qū)膠質(zhì)瘤患者中，與Wernicke區(qū)關(guān)系密切者6例，與Broca區(qū)關(guān)系密切者5例，位于Broca區(qū)與Wernicke區(qū)之間者1例，部分語言區(qū)受壓移位。DTI白質(zhì)纖維束顯像可以三維顯示出投射纖維與腫瘤之間的關(guān)系，實驗組患者投射纖維在基底節(jié)區(qū)域大部分表現(xiàn)為受壓移位，額頂葉區(qū)域部分纖維破壞稀疏。fMRI與DTI綜合考慮，可以幫助神經(jīng)外科醫(yī)生設(shè)計出較好的手術(shù)路徑，避免破壞功能區(qū)及主要纖維。術(shù)中超聲應(yīng)用于實驗組21例患者，均成功實時顯示出腫瘤的情況，膠質(zhì)瘤的超聲表現(xiàn)與正常腦組織不同。低級別膠質(zhì)瘤呈局限性稍高回聲，邊界清，形態(tài)規(guī)則，回聲較均勻，瘤周輕度水腫，部分有點狀強回聲鈣化灶。而高級別膠質(zhì)瘤則表現(xiàn)為彌漫性高回聲區(qū)，邊界欠清，形態(tài)多數(shù)欠規(guī)則，內(nèi)部常伴有壞死囊變區(qū)，瘤周水腫多明顯，腫瘤內(nèi)部少有鈣化。術(shù)中同時參考fMRI與DTI結(jié)果，較好的指導(dǎo)神經(jīng)外科醫(yī)生進(jìn)行了膠質(zhì)瘤切除手術(shù)。

2.3 腫瘤切除程度術(shù)后48小時復(fù)查頭部MRI平掃及增強。實驗組腫瘤全切除19例(90.48%)，次全切除1例(4.76%)，部分切除1例(4.76%)。對照組腫瘤全切除14例(70%)，次全切除4例(20%)，部分切除2例(10%)。實驗組切除率大于對照組，卡方檢驗組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.4 KPS評分情況兩組患者術(shù)前及術(shù)后2周KPS評分情況如表2、表3所示，兩組患者術(shù)前KPS評分，無明顯統(tǒng)計學(xué)差異，而術(shù)后2周，實驗組患者KPS評分較高，兩者差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 兩組患者術(shù)前KPS評分

表3 兩組患者術(shù)后2周KPS評分

2.5 典型病例

2.5.1 病例1 患者女性，60歲，右利手，主因“頭暈、左側(cè)肢體麻木無力，間斷加重2月”入院，查體：語言流利，左側(cè)面部針刺覺減退，伸舌偏左，步態(tài)不穩(wěn)，左上肢遠(yuǎn)端及左下肢遠(yuǎn)端4級，左側(cè)病理征(Hoffmann征、Rossolimo征、Babinski征、Chaddock征)陽性。MRI平掃及增強示右側(cè)額葉占位，增強掃描，不均勻強化，考慮高級別膠質(zhì)瘤可能大。fMRI示運動區(qū)位于腫瘤內(nèi)側(cè)及前方，向前內(nèi)側(cè)推擠移位，DTI顯示右側(cè)投射纖維推擠、移位，破壞不明顯。選擇 方手術(shù)入路，術(shù)中在超聲引導(dǎo)下，完整切除腫瘤，術(shù)后MRI復(fù)查顯示腫瘤全切除，無殘留，術(shù)后病理示：膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(WHO IV級)，術(shù)后2周KPS評分為90分。

2.5.2 病例2 患者男性，9歲，右利手，主因“右側(cè)肢體無力伴反應(yīng)遲鈍半月余”入院。查體：神志清楚，右側(cè)鼻唇溝變淺，伸舌略偏右，左側(cè)肢體肌力、肌張力正常，右側(cè)肢體肌力4級，右手指肌力3級，肌張力升高，腱反射亢進(jìn)，右側(cè)巴氏征陽性。MRI平掃及增強示左側(cè)額葉囊實性占位，增強掃描，局部不均勻明顯強化，MRS示NAA峰明顯下降，Cho峰明顯升高，考慮高級別膠質(zhì)瘤可能大。fMRI示主要運動區(qū)位于腫瘤前方，DTI示左側(cè)投射纖維被推擠，向內(nèi)側(cè)及前方移位，局部纖維稀疏，DTI與fMRI結(jié)果相吻合。選擇經(jīng)中央前溝入路，術(shù)中在超聲引導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)側(cè)緣殘留組織，正好是受壓推擠的投射纖維穿行區(qū)，所以無法完全清除，最終次全切除腫瘤，術(shù)后進(jìn)入MDT放化療環(huán)節(jié)，術(shù)后病理示：(左側(cè)額葉)兒童彌漫性膠質(zhì)瘤，IDH野生型和H3野生型，WHO 4級。術(shù)后2周KPS評分為100分，患者未訴任何不適，沒有任何癥狀。

表1 KPS評分表

3 討論

腦膠質(zhì)瘤是神經(jīng)外科常見病，約占所有顱內(nèi)腫瘤的40%-60%，具有“三高一低”的特點，即發(fā)病率、死亡率、復(fù)發(fā)率高，治愈率低。尤其是高級別膠質(zhì)瘤，生存率更低。膠質(zhì)瘤的主要治療方法為手術(shù)+術(shù)后放化療[1]，手術(shù)切除程度是患者預(yù)后的關(guān)鍵[3]。

然而，為追求全切率而擴大切除范圍可能導(dǎo)致額外的瘤周腦損傷，增加術(shù)后神經(jīng)功能障礙、并發(fā)癥甚至死亡風(fēng)險。例如，McGirt等[4]的研究表明，膠質(zhì)瘤術(shù)后，如果患者出現(xiàn)語言或運動障礙，生存期較無功能障礙者會顯著縮短(9.6個月vs 12.8個月)。因此，如何最大程度地切除功能區(qū)膠質(zhì)瘤而又最小程度地?fù)p傷腦神經(jīng)功能，提高患者術(shù)后生存質(zhì)量，是神經(jīng)外科醫(yī)生面臨的主要挑戰(zhàn)[1]。

功能區(qū)的定位及白質(zhì)纖維束的顯示因此就尤為關(guān)鍵。實際工作中，受功能區(qū)分布的個體差異、膠質(zhì)瘤占位以及皮層重塑等多種因素影響，神經(jīng)外科醫(yī)生僅憑傳統(tǒng)解剖標(biāo)志，很難準(zhǔn)確定位[5]。

多模態(tài)磁共振成像正在逐漸成熟，為膠質(zhì)瘤患者術(shù)前腦功能區(qū)的定位及主要纖維束的顯示提供了技術(shù)支持，主要包括BOLDfMRI和DTI兩大關(guān)鍵技術(shù)。

1990年 Ogawa等[6]提出了血氧水平依賴(即BOLD)信號的概念，開啟了功能磁共振成像領(lǐng)域?；贐OLD信號的功能成像，利用血流氧耗失耦合和脫氧/含氧血紅蛋白磁性不同，已經(jīng)能穩(wěn)定地激活感覺、運動和高級認(rèn)知活動腦區(qū)[7-9]。BOLD-fMRI具備安全、無創(chuàng)、成像清晰、重復(fù)使用、對功能區(qū)定位準(zhǔn)確等優(yōu)勢，已通過FDA認(rèn)證，推薦為腦腫瘤功能區(qū)術(shù)前定位技術(shù)[10]。

DTI是目前僅有的可以無創(chuàng)顯示出大腦白質(zhì)纖維束走行及位置的技術(shù)[11]，它根據(jù)人體組織中水分子在各個方向彌散距離不等的特性對白質(zhì)纖維束進(jìn)行顯像[12]，因此聯(lián)合常規(guī)MRI可明確腦內(nèi)病變與白質(zhì)纖維束的位置關(guān)系。

本次回顧性研究中，實驗組患者術(shù)后KPS評分明顯優(yōu)于對照組。我們認(rèn)為，DTI和BOLD-fMRI應(yīng)該聯(lián)合用于功能區(qū)膠質(zhì)瘤患者，可以清晰地顯示膠質(zhì)瘤、白質(zhì)纖維束、皮層功能區(qū)三者之間的位置關(guān)系，有助于神經(jīng)外科醫(yī)生全面熟悉腫瘤區(qū)域的情況，了解腫瘤對功能區(qū)、纖維束的影響，從而制定出最佳個體化手術(shù)路徑及手術(shù)方案。其他學(xué)者也有類似推薦，例如劉強等[13]認(rèn)為聯(lián)合應(yīng)用BOLD-fMRI與DTI技術(shù)，可以有效評估功能區(qū)膠質(zhì)瘤的切除范圍，預(yù)測患者預(yù)后，評估患者術(shù)后生存質(zhì)量等。將這兩種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于膠質(zhì)瘤手術(shù)，可以清晰顯示出包括椎體束在內(nèi)的白質(zhì)纖維束，明確纖維束與腫瘤的關(guān)系，定位功能區(qū)，對腫瘤切除及改善患者預(yù)后大有裨益[14]。高萬軍等[15]應(yīng)用聯(lián)合成像對腫瘤的切除程度及皮質(zhì)脊髓束和運動功能區(qū)的完整度和損傷度，進(jìn)行了術(shù)前術(shù)后評估。余龍洋等[16]也有類似的運動區(qū)腫瘤的切除報道。

然而，BOLD-fMRI和DTI聯(lián)合應(yīng)用也有其不足之處，如術(shù)中腦移位導(dǎo)致腫瘤的定位偏移，再如不能評價術(shù)中腫瘤的切除程度，完全靠術(shù)者經(jīng)驗，存在一定的誤差，因此我們又聯(lián)合了術(shù)中超聲技術(shù)，以便實時監(jiān)測腫瘤切除程度。

術(shù)中超聲具有多種優(yōu)勢，價格便宜、沒有輻射、便于移動、隨時檢查等，術(shù)中能夠?qū)崟r探查，精準(zhǔn)顯示腫瘤的邊界、范圍，顯示術(shù)區(qū)情況，還可以鑒別殘留腫瘤且不受腦組織移位的干擾[17-19]。

本研究中，我們對21例膠質(zhì)瘤患者均進(jìn)行了術(shù)中超聲監(jiān)測，實時確定膠質(zhì)瘤的位置、邊界、殘留、血管毗鄰等。10例高級別膠質(zhì)瘤血運豐富或毗鄰重要血管，我們在術(shù)中超聲實時引導(dǎo)下及時調(diào)整了手術(shù)入路，避免了大血管損傷或引起大出血。在術(shù)中超聲的幫助下，我們的神經(jīng)外科醫(yī)生較為準(zhǔn)確地識別了殘留腫瘤組織，結(jié)合術(shù)前多模態(tài)磁共振成像檢查的結(jié)果，在保護腦功能的前提下，盡可能的切除腫瘤組織，實驗組的腫瘤全切率及術(shù)后KPS評分均高于對照組，表明多模態(tài)磁共振成像與術(shù)中超聲相結(jié)合在膠質(zhì)瘤手術(shù)中具有較大價值。

綜上所述，多模態(tài)磁共振成像與術(shù)中超聲聯(lián)合應(yīng)用于功能區(qū)膠質(zhì)瘤手術(shù)具有較大的價值，能在提高功能區(qū)膠質(zhì)瘤全切率的同時改善患者術(shù)后生存質(zhì)量，具有較好的推廣應(yīng)用價值。下一步，我們膠質(zhì)瘤MDT團隊還將不斷提升膠質(zhì)瘤手術(shù)水平，增加術(shù)中超聲造影、神經(jīng)導(dǎo)航、術(shù)中電生理檢測等技術(shù)，持續(xù)提高膠質(zhì)瘤患者腫瘤全切率，改善患者健康狀況，減少術(shù)后殘疾，提升患者生活質(zhì)量。