磁共振弥散张量成像对脑皮质运动区肿瘤患者偏瘫肢体术后运动功能的评估价值

王加充，赵建农，王鹏程，彭其斌，王义彪

运动中枢脑皮质运动区肿瘤常使患者在手术治疗之前就已出现肢体运动功能障碍［1］。脑皮质运动区肿瘤的治疗方法主要是行外科手术切除，目的是延续患者的存活时间并改善术后生活质量 (如恢复肢体的运动功能等)［2］。弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、弥散张量纤维束成像 (diffusion tensor tractography，DTT)结合常规磁共振成像 (magnetic resonance imaging，MRI)及弥散加权成像 (diffusion weighted imaging，DWI)可更加准确地对脑皮质运动区的肿瘤病变进行解剖定位，可在活体状态下对大脑的白质纤维束进行无创性的形态学研究，能准确显示大脑白质纤维束的受损范围、程度及其与周围肿瘤之间的解剖关系，有利于脑皮质运动区肿瘤患者外科手术计划的制定、术后肢体功能的评价及病情评估［3－5］。本研究对 2009 年 6 月—2013 年3月我院神经外科收治的100例脑皮质运动区肿瘤患者的临床资料进行分析，以探讨磁共振DTI对脑皮质运动区肿瘤患者偏瘫肢体术后运动功能的评估价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 100例脑皮质运动区肿瘤患者中，男70例，女30例;年龄35～74岁，平均 (58.2±3.7)岁。肿瘤发生部位:左侧半球56例，右侧半球44例;额叶与额顶叶35例，顶叶12例，额颞顶叶29，颞顶叶、顶枕叶各12例。按照世界卫生组织 (WHO)2007年制订的神经系统肿瘤标准分类:胶质瘤60例，脑膜瘤32例，转移瘤8例。所有患者术前未行放疗或化疗。

1.2 方法

1.2.1 DTI检查 仪器:西门子Magnetom Trio 3.0 T磁共振扫描仪。轴位扫描，采用弥散敏感单次激发回波平面成像序列。扫描参数为:重复时间 (TR)/回波时间 (TE)=8 000/70.4 ms，层厚3.6 mm，矩阵256×256，无间隔，视野 =230 mm。依据AC－PC定位线一共获取33层图像，可覆盖整个大脑半球及脑干;选用2个弥散权重，b值分别取0和800 mm2/s，并加以弥散敏感梯度，取5次信号的平均值，采集时间设置为259 s。利用工作站计算出部分各向异性 (FA)图，研究者在FA图的各层面上手动画出患侧病灶兴趣区 (ROI)及对侧同等大小的正常脑组织ROI并得到FA值，每个区域重复测量3次，取平均值。然后将各个层面的FA均值再次平均后可得到患侧病灶及其对应的对侧正常脑组织的FA值。FA值大小与髓鞘的完整性、传导纤维的致密性及平行性有关，且方向性越强的纤维其FA程度越高。故FA值越大，表明神经传导性越强，纤维束越完整。

表1 手术前后患者CST受累程度及NIHSS、FMA评分比较 (n=100)Table 1 Comparison of CST severity and NIHSS/FMA scores before and after operation

1.2.2 DTT检查 参照大脑白质纤维束的解剖资料，测量患侧受压皮质脊髓束(CST)及对应的对侧正常CST。ROI大小为5.3 mm2，尽量避开脑沟、脑室、出血、钙化等信号欠均匀区域。测量部位应包括3个不同位置的ROI并取其平均值。对患侧病灶周围的纤维束始点进行标记，计算机自动跟踪，终止条件为角度＜35°且FA值＜0.20，对双侧CST进行重建。在DTT图谱中依据患侧病灶与CST的空间位置关系将CST的受累程度分为4级:1级，CST完整;2级，CST完整但轻度受压移位;3级，CST部分中断;4级，CST大部分或完全中断。

1.2.3 神经功能评估 所有患者在手术前后采用美国国立卫生院脑卒中量表(NIHSS)进行神经功能评估。NIHSS评分范围为0～42分，分数越低表示神经功能受损程度越轻，恢复越好。

1.2.4 上肢运动功能评估 采用简式Fugl－Meyer运动功能评定量表 (FMA)对患者的反射、肘、肩、腕及手指的协同运动、分离运动进行评分，共计33项，总分为66分。评分越高表示上肢运动功能恢复越好。

1.3 统计学方法 采用SPSS 17.0软件进行统计检验。计量资料以 (±s)表示，手术前后均数的比较采用配对t检验;等级资料比较采用Wilcoxon秩和检验;相关性分析采用Spearman秩相关分析。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 脑皮质运动区肿瘤患者患侧与其对侧正常脑组织的FA值比较 脑皮质运动区肿瘤侧FA值为 (0.39±0.07)，而其对侧正常组织 FA值为 (0.50±0.08)，两侧比较差异有统计学意义 (t=10.348，P ＜0.01)。

2.2 手术前后CST受累程度及NIHSS、FMA评分 脑皮质运动区肿瘤患者手术前后CST受累程度及NIHSS、FMA评分比较，差异均无统计学意义 (P＞0.05，见表1)。

2.3 CST受累程度与NIHSS、FMA评分相关性分析 Spearman秩相关分析结果显示，CST受累程度与NIHSS评分呈正相关，与FMA评分呈负相关 (P＜0.05，见表2)。

表2 手术前后CST受累程度与NIHSS、FMA评分的秩相关分析结果Table 2 Rank correlation analysis of CST severity and NIHSS/FMA scale scores before and after operation

3 讨论

脑皮质运动区为大脑皮质中与运动功能相关的区域，生长于该区域的肿瘤包括来源于脑实质、脑血管、脑膜及颅骨的肿瘤，此外还有淋巴瘤及转移性肿瘤［6－7］。该类肿瘤的治疗通常选择手术治疗，但手术治疗过程中的神经保护是困扰临床医师的难题，如何既能顺利手术切除肿瘤还能保护患者的神经功能、运动功能，提高患者术后生存质量，是临床迫切需要解决的问题［8］。显微神经外科手术虽治疗效果好，但与临床医师的经验及技术水平关系密切，对浸润性的肿瘤辨识不清，应用有限。DTI是在常规的MRI和DWI基础之上发展起来的一种新的MRI技术［9］。DTI可在活体状态下对大脑的白质纤维束进行无创性的形态学研究，能准确显示白质纤维束的受损范围，有利于脑部组织病变的早期诊断及病情评估［10］。DTT是 DTI技术应用的拓展，它可以辨认大脑内的特殊纤维通道及其相互之间的连接［11］。有学者报道DTT可显示出脑肿瘤与其相邻脑白质纤维素之间的解剖关系，也可清晰显示因癌变而致的脑白质纤维束病变，并认为其可作为大脑肿瘤纤维束异常诊断的“金标准”［12］。

目前关于采用DTI分析脑皮质运动区肿瘤患者偏瘫肢体术后运动功能的研究甚少，FA值可以显示早期神经纤维的变性，反映CST的受损程度，CST的完整程度与患者运动功能障碍程度有关;FA值的大小与白质纤维的完整性、致密性、平行性及髓鞘的完整性有关，FA值越大表明神经传导能力愈强［13－14］。因此采用 DTI检查，可以了解肿瘤对其周围白质特别是具有特殊功能的纤维束的影响、纤维束结构的完整性及与肿瘤的确切位置，为临床神经外科手术制定更详尽的方案提供重要信息。本研究结果显示，DTI显示患者病灶侧FA值低于其对侧正常脑组织的FA值，提示病灶侧受肿瘤压迫或恶性肿瘤的浸润性生长而引起神经元结构遭受破坏，神经传导功能降低。此外，本研究对患者手术前后双侧CST进行了重建，患侧CST受手术创伤或肿瘤等因素的影响，表现为部分中断或中断或解剖结构一致性的丢失，而健侧CST解剖形态较为完整。

此外，本组患者手术前后 NIHSS、FMA评分间无差异，提示神经外科手术并未加重脑皮质运动区肿瘤患者的神经功能障碍和肢体运动功能障碍，因此术前依据患者DTI成像得到的肿瘤与脑白质纤维素之间的关系可为临床制定更加个体化的治疗方案提供详尽信息。但CST受累程度与NIHSS呈正相关，与 FMA呈负相关，提示DTI显示CST受累越轻 (即CST受累分级越低)的患者，其神经、运动功能受损就较轻微 (即NIHSS评分越低、FMA评分越高)，对侧肢体肌力减低不明显;而DTI显示CST受损严重的患者，神经、运动功能受损较严重，对侧肢体肌力降低则越明显。

综上所述，DTI可清晰显示脑皮质运动区肿瘤患者病灶及周围白质纤维的关系，能直观显现CST受累程度，有助于神经外科医师在行手术治疗时不会累及周围正常的脑白质纤维束，避免遗留永久性神经功能后遗症，也可为脑皮质运动区肿瘤患者术后神经、运动功能损伤的评估及预后判断提供重要参考信息。

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