脑语言区附近胶质瘤术后认知功能障碍的临床和fMRI研究

周建东 郑金龙

神经胶质瘤（Gliomas）是颅内最常见的恶性肿瘤，生长在语言区的胶质瘤患者术后常出现失语症等认知功能障碍。而语言区附近的胶质瘤是指环绕优势半球外侧裂语言区Broca’s区和Wernicke’s区如左侧额叶上中回、颞叶下回、岛叶和顶叶等生长的胶质瘤，临床观察发现生长在语言区附近的胶质瘤术后患者可能存在着与语言相关的语义记忆认知功能障碍[1]。本研究通过临床方法结合脑功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）技术探讨脑语言区附近脑区的语义记忆认知功能。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 病例资料 为我院2008年1月—2009年1月左侧语言区附近胶质瘤术后患者18例，文化程度均为初中毕业以上，男12例，女6例，年龄16~65岁，均为右利手。肿瘤生长部位：左额上中回4例，左颞下回3例，左顶叶5例，左顶颞枕交界附近6例。术前临床表现：头痛、恶心、呕吐、癫发作、精神症状、体检视乳头水肿、偏瘫等症状。MRI检查显示胶质瘤表现形态多样，可为实性或囊性。在T1加权像显示病灶呈低信号或混杂信号，在T2加权像显示病灶呈等信号或高信号，注射对比剂后肿瘤实质部分可见不均匀强化。本组18例，在显微镜下做肿瘤全切除15例，大部或次全切3例，术后早期肢体肌力下降7例，运动性失语1例，出院前基本恢复。无明显颅内压增高及癫发作，无手术死亡患者及严重并发症发生。

1.1.2 与临床相匹配的健康者资料 招募与临床病例资料如性别、年龄等相匹配的18例健康志愿者，进行临床量表测试对比。

1.1.3 fMRI研究资料 另招募大学生健康志愿者14例进行fMRI研究，男8例，女6例，年龄20~23岁，参加词语联想学习记忆任务。被试者均为右利手，双眼裸眼或矫正视力正常，无神经精神疾病史，被试者均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 手术方法 18例患者均全麻下常规开颅，打开硬膜后即开始使用显微镜。缓慢释放脑脊液使脑压下降，在显微镜下锐性分离蛛网膜，注意保护侧裂血管。待瘤内充分减压后再沿瘤周水肿带或胶质增生带进行潜行分离，边分离边用脑棉片保护脑组织，直至肿瘤完全切除，瘤腔彻底止血。少数较大肿瘤，先行瘤内部分切除，再分离肿瘤边界，直至手术结束。对分界不清且较大的肿瘤先行瘤内切除、内减压，再轻轻提起瘤壁沿周边胶质增生带分块切除，达到最小的创伤。术中应注意肿瘤的供应血管，对于穿过肿瘤而仍旧供应正常脑组织的血管，应仔细分离加以保留。

1.2.2 临床量表测试方法 18例胶质瘤术后患者和18例临床资料相匹配的健康者分别进行词语联想学习记忆临床量表的测试，参阅中国科学院心理研究所编制的临床记忆量表测试方法进行测试[2]。

1.2.3 fMRI方法 应用1.5 T超导型磁共振仪（Siemens，Sonata，Germany）。所选词语都是由2个汉字组成的高频词[3 000次（/10万）]，精选64个词语形成32对记忆任务考查所需的配对词，配对词中前者为刺激词，后者为反应词。一些配对词易于联想，如“温暖-寒冷”，而另一些则相对较难联想，如“苹果-毛巾”，每个记忆任务循环中配对词难易各半。使用标准头部线圈射频，严格控制受试者头部。先对14例大学生健康被试者的头部进行轴位T1WI扫描，然后在被试者进行记忆任务及基线对照时采集其血氧水平依赖性信号，采用的是梯度回波结合单次激发回波平面成像技术。常规设计fMRI参数，任务设计采用组块设计（block design）模式，fMRI统计方法是采用统计参数图（statistics parameter mapping 99,SPM99）软件对纳入的被试者的fMRI数据进行分析[3]。

2 结果

2.1 行为学结果 胶质瘤术后患者成绩明显低于相匹配的健康者[（9.86±1.42）分vs（18.79±2.30）分，t=8.906，P<0.001]。

2.2 fMRI组分析结果 14例大学生被试者的fMRI数据经SPM99软件统计分析获得平均脑功能激活图及激活脑区中心坐标、像素值（KE值）和激活强度（T值）。皮质激活的脑功能区有额叶、顶叶、枕叶、扣带回和颞叶；所激活的脑区有显著的左半球偏侧化。记忆编码和提取时激活的脑区有所变化：编码时被激活的皮质脑区的范围和强度以左枕叶和左额上中回为显著（激活强度T值=13.87）；而在提取时，左顶叶激活区域的范围和强度较记忆编码时加强且为最强激活脑区（T值=8.73），左额叶和枕叶的激活程度明显减弱。激活的脑功能区按Brodmann’s area(BA)来分，有枕叶 BA18/19、额叶BA6/9/46/47、顶叶BA7/40和颞叶BA21/36/37。激活的脑区基本位于左半球语言区附近，见图1A、B。

图1 词语联想学习记忆任务编码和提取时主要激活脑区图像

3 讨论

胶质瘤有较大的活动性，并能产生组织毒素或溶解性物质，使周围组织失去防范入侵的能力，且常与正常组织混杂在一起，循神经纤维延伸浸润，从而影响认知功能，这可能是因为一些胶质瘤患者在术前就有记忆力减退等认知功能损害。另外，在术中或多或少损伤了这些区域的正常脑组织，可能是导致术后更易出现高级认知神经功能缺失症状的主要原因。位于左半球语言区附近脑区的胶质瘤，经手术切除后存在着词语联想学习记忆功能的下降，表明这些区域可能是执行与语义记忆功能的相关脑区。神经外科手术经常会损伤脑的重要认知功能区。目前，国内外利用功能影像学技术对病灶周围脑区进行功能测绘已成为术前计划的重要组成部分[4]。

fMRI技术不仅能准确定位认知功能的脑功能区，而且可以同时观察多个脑区的活动，从而探讨各个功能区域之间的相互关系。因此，可运用fMRI技术研究正常健康人在词语联想学习记忆任务作业刺激时脑区的激活情况，揭示大脑处理词语联想记忆信息过程的神经基础。词语联想学习记忆属语义记忆思维方法，不同于语言单纯的听、说、读、写。

本研究结果显示词语联想学习记忆的功能脑区主要位于左半球，且激活的皮质脑区在经典的左侧外侧裂语言区周围形成弧形激活带，主要包括左侧额叶、顶叶、颞枕叶及其交界区域：左额上中回BA6/9/46、左顶叶BA7/40、左枕叶BA18/19和左颞叶BA21/36/37。语义记忆的功能脑区与语言功能区既有很大的差异又有部分重叠，表明语义记忆功能区和语言功能区有一定的空间相关性。对绝大数右利手者而言，与语言功能有关的脑区大多分布在左半球[5]，fMRI结果显示语义记忆的功能脑区也有明显的左半球优势。临床上语言障碍的患者常常伴随许多语义功能障碍[6]。有一种解释是在语音任务中，在某种程度上自动地拥有语义知识，反之亦然[7]。国内的彭聃龄等[8]在研究语义、语音比较任务中发现两者在顶、颞叶激活区的峰值坐标很接近，说明它们在定位上有一部分是重叠的。语言是人类大脑特有的功能，语言与语义的确切内在关系尚不是很清楚，但可以肯定语义不同于单纯语言的听、说、读、写，同时，又必须指出语言的听、说、读、写脑功能活动可能包含高级语义加工过程。

本研究提示在优势半球语言区附近的脑区可能存在着与语言相关的一些高级认知功能，因此，在这些区域的外科手术中应注意保护好正常脑组织；同时，无创性fMRI技术可以为神经外科术前做出相关认知功能脑区的测绘图，并进行术前评估外科风险、手术计划和术中导航，从而在最大程度地切除病灶的同时，尽量减少神经功能的缺失。

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[7] Brackenbury T,Pve C.Semantic deficits in children with language impairments:issues for clinical assessment[J].Lang Speech Hear Serv Sch,2005,36(1):5-16.

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