BOLD-fMRI联合DTI-FT功能神经导航技术在额顶叶胶质瘤手术中的应用*

杜昌旺，史罗宁，王茂德，陈 伟，姜海涛，王 伟，王 娟，祁 磊

西安交通大学第一附属医院神经外科(西安710061)

BOLD-fMRI联合DTI-FT功能神经导航技术在额顶叶胶质瘤手术中的应用*

杜昌旺，史罗宁，王茂德，陈 伟，姜海涛，王 伟，王 娟，祁 磊

西安交通大学第一附属医院神经外科(西安710061)

目的：探讨BOLD-fMRI联合DTI-FT神经导航技术在手术切除额顶叶胶质瘤中保护运动功能的临床价值。方法：将176例额顶叶胶质瘤切除术患者随机分为导航组(91例)和对照组(85例)：导航组术中采用BOLD-fMRI联合DTI-FT神经导航辅助下切除胶质瘤；对照组采用常规手术切除胶质瘤；分析患者运动功能保护效果、肿瘤切除率及手术时间。结果：①运动功能保护效果：导航组显效71例(78.0%)，有效12例(13.2%)，无效8例(8.8%)；对照组显效47例(55.3%)，有效26例(30.6%)，无效12例(14.1%)，导航组与对照组对比差异有统计学意义。②肿瘤切除率：导航组37例(40.7%)肿瘤切除>90%，50例(54.9%)肿瘤切除60%～90%，4例(4.4%)肿瘤切除<60%；对照组16例(18.8%)肿瘤切除>90%，64例(75.3%)肿瘤切除60%～90%，5例(5.9%)肿瘤切除<60%。导航组与对照组对比差异有统计学意义。③手术时间：导航组(3.56±0.33)h，对照组(3.50±0.34)h，导航组与对照组对比差异无统计学意义。结论：BOLD-fMRI联合DTI-FT神经导航在切除额顶叶胶质瘤术中可有效的保护运动功能，提高肿瘤切除率，且不增加手术时间，进而改善患者的生存质量，值得推广。

在我国颅内肿瘤以胶质瘤为最多，其占颅内肿瘤的35.26%～60.96%(平均44.69%)。胶质瘤的发生部位以大脑半球为主，占51.4%，而额顶叶胶质瘤占大脑半球胶质瘤的61.6%[1]。额顶叶胶质瘤特别低级别胶质瘤的首先治疗方法仍然是手术切除，预后与手术切除的程度关系密切，最大程度的切除肿瘤是获得较长生存时间的关键[2-4]，而由于其位于运动、感觉功能区，手术切除可能导致严重的运动功能障碍，进而影响患者术后的生存质量。我科应用BOLD-fMRI联合DTI-FT功能神经导航技术在手术切除额顶叶胶质瘤中取得了良好效果，现报告如下。

资料与方法

1 一般资料 2010年1月至2015年12月期间我科收治额顶叶胶质瘤患者176例，入选标准：①术前头颅MRI提示额顶叶胶质瘤；②首次手术；③患者神志清楚，无失语，无沟通障碍；④肿瘤对侧肢体肌力3级以上。176例患者随机分为导航组91例和对照组85例。导航组术中采用BOLD-fMRI联合DTI-FT功能神经导航辅助；对照组采用常规手术切除额顶叶胶质瘤。导航组：男55例，女36例，平均年龄(54.15±7.71)岁，左额顶叶胶质瘤59例，右额顶叶胶质瘤32例；瘤体(52.16±9.23)cm3；术前当天肿瘤对侧上肢肌力：5级14例，4级62例，3级15例；术前当天肿瘤对侧下肢肌力：5级17例，4级54例，3级20例；病理分级WHOⅠ级7例，Ⅱ级39例，Ⅲ级34例，Ⅳ级11例。对照组男56例，女29例，年龄(53.68±7.61)岁，左额顶叶胶质瘤44例，右额顶叶胶质瘤41例；(51.38±8.92)cm3；术前当天肿瘤对侧上肢肌力：5级19例，4级49例，3级17例；术前当天肿瘤对侧下肢肌力：5级22例，4级47例，3级16例；WHOⅠ级9例，Ⅱ级28例，Ⅲ级36例，Ⅳ级12例。两组患者术后均接受脱水降颅压、预防癫痫、营养神经、维持内环境稳定等神经外科常规治疗及护理。两组临床资料在性别、年龄、胶质瘤部位、瘤体大小、术前当天肿瘤对侧上肢肌力及下肢肌力上对比差异无统计学意义(P>0.05)。

2 手术方法 导航组：术前采集神经导航基准图像、BOLD-fMRI及DTI-FT。①神经导航基准图像：低级别胶质瘤采用MRI T2WI为基准图像，其他采用MRIT1WI为基准图像，扫描参数：TR765 ms，TE3.7 ms，FOV(扫描野)256 mm，FOV=256 mm，矩阵=256×256，层厚=1 mm，无间隔扫描。②BOLD-fMRI：扫描采用EPI(回波成像)系列，扫描参数：TR2500 ms，TE40 ms，FOV(扫描野)=256 mm，矩阵=64×64，层厚3 mm，无间隔扫描，扫描时间350 s，运动区激活任务：拇指与其余四指顺序对指运动，手指的被动运动，脚趾的被动运动，踝关节的主动屈伸运动。③DTI-FT：扫描采用30个梯度方向，扫描参数：TR8000 ms，TE88 ms，FOV=256 mm，层厚3 mm。将基准图像、BOLD-fMRI及DTI-FT数据以DICOM格式存盘，输入神经导航系统中并以StealthViz重建功能区及纤维束，并建立三维模型。全麻满意后取患者仰卧位，头颅以头架固定，安装神经导航相关配件，确定肿瘤及功能区于头皮表面的投影，设计手术入路及皮瓣，常规消毒铺巾。切开头皮至帽状腱膜层，自骨膜层分离成皮肌瓣翻向下，于颅骨上钻一孔，铣刀铣开骨瓣，硬脑膜四周严密悬吊，铺刀口巾，以神经导航系统于硬脑膜表面再次确定肿瘤及功能区位置，剪开硬脑膜，翻向皮瓣，将导航系统的肿瘤、运动功能区、及皮层下纤维图像投射到手术显微镜视野中，在神经导航的监测下避开运动功能区外1 cm及皮层下纤维以双极电凝、吸引器及超声吸引器于显微镜下切除肿瘤，直至神经导航系统监测至肿瘤边界或运动区外1 cm或皮质下纤维，严密止血，并以止血纱布覆盖。缝合硬脑膜，以人工硬脑膜修补，硬膜外放置一10号橡胶引流管，严密止血，还原骨瓣并以连接片牢固固定，分层缝合头部切口。对照组：全麻满意后取患者仰卧位，头颅以头架固定，根据头颅影像资料上肿瘤于头皮表面的投影，设计手术入路及皮瓣，常规消毒铺巾。切开头皮至帽状腱膜层，自骨膜层分离成皮肌瓣翻向下，于颅骨上钻一孔，铣刀铣开骨瓣，硬脑膜四周严密悬吊，铺刀口巾，剪开硬脑膜，翻向皮瓣，以双极电凝、吸引器及超声吸引器于显微镜下切除肿瘤，直至镜下为正常脑组织，严密止血，并以止血纱布覆盖。缝合硬脑膜，以人工硬脑膜修补，硬膜外放置一10号橡胶引流管，严密止血，还原骨瓣并以连接片牢固固定，分层缝合头部切口。

3 观察指标及疗效评价标准 ①运动功能保护效果：术后第1天患者肿瘤对侧肢体肌力与术前当天做比较，将运动功能保护效果分为：显效、有效、无效三个等级。显效：术后患者肿瘤对侧上下肢肌力无变化或者增加；有效：术后患者肿瘤对侧上下肢肌力均在0级以上且下降之和在5级之下；无效：术后患者肿瘤对侧上下肢肌力任一肢体肌力下降到0级或下降之和在5级之上。②肿瘤切除率：(术前肿瘤瘤体体积-术后肿瘤瘤体体积)/术前肿瘤瘤体体积×100%。③手术时间：以开始切皮至切口缝合完毕所花费的时间计算。

4 统计学方法 应用SPSS 22.0版统计学软件进行数据处理。计数资料经χ2检验，计量资料经t检验，等级资料比较采用秩和检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 两组运动功能保护效果对比 导航组：显效71例(78.0%)，有效12例(13.2%)，无效8例(8.8%)；对照组：显效47例(55.3%)，有效26例(30.6%)，无效12例(14.1%)。导航组的运动功能保护效果优于对照组(χ2=3.025，P<0.05)。

2 两组肿瘤切除率对比 见表1。导航组的肿瘤切除率优于对照组(Zc=2.976，P<0.05)。

表1 两组肿瘤切除率比较[例(%)]

3 两组手术时间对比 导航组(3.56±0.33)h，对照组(3.50±0.34)h。两组比较差异无统计学意义(t=1.233，P=0.219)。

讨 论

额顶叶胶质瘤特别低级别胶质瘤的首先治疗方法仍然是手术切除，预后与手术切除的程度关系密切，最大程度的切除肿瘤是获得较长生存时间的关键[2-4]，而由于其位于运动、感觉功能区，手术切除可能导致严重的运动功能障碍，进而影响患者术后的生存质量，故术者常常牺牲肿瘤的切除程度来换取最大程度的功能保护。运动功能区的损坏主要原因：①肿瘤的推挤使运动功能区移位；②运动功能被肿瘤浸润破坏后其他部位的代偿、重组、重塑；③运动区功能组织位于肿瘤内部或被肿瘤浸润的临近脑组织内；④术中缺少有效监测运动功能区的措施。我们通过BOLD-fMRI联合DTI-FT神经导航技术的应用研究表明，该技术在运动功能的保护及肿瘤切除率上优于对照组，使得在最大程度的切除肿瘤的同时保存神经功能成为现实。

多名学者[4-7]通过BOLD-fMRI导航与术中直接皮层电刺激对多名患者运动功能区定位验证，认为BOLD-fMRI与术中直接皮层电刺激定位的功能区基本是一致的，BOLD-fMRI具有高的敏感度和精确度，可用于运动区的定位、功能评估及病变周围结构的判断，对手术策略、病变切除及运动功能的保护具有指导意义。BOLD-fMRI联合DTI-FT神经导航能术前活体、无创和个体化的定位运动功能区，直观地显示肿瘤对皮层功能区及皮层下纤维束的影响，评价预后，实时监测术中肿瘤的切除程度，定位残余肿瘤，不仅有助于术中最大程度的切除肿瘤，还能分辨肿瘤周边的重要功能结构及功能区，评价手术后效果等，优势明显。BOLD-fMRI联合DTI-FT神经导航在神经外科临床应用时面临的问题：①术前行BOLD-fMRI时如何能够用较少的、简单的任务一次性地获得尽可能全面、准确的功能区定位信息，目前仍在研究之中；②术中导航影像学漂移，目前神经导航的影像学数据主要来自术前拍摄的影像数据，但是在手术过程中会造成脑脊液丢失、病变组织切除、组织肿胀等使导航发生误差[8]，而且术中也不能显示病灶的实际情况。为了减少术中导航影像学的漂移，我们采取了如下方法：将肿瘤至于最高点，这样可以减少因脑组织重力作用而导致的影像学漂移；切开硬脑膜前进行导航定位，将标定点通过针头将染料注入脑组织进行标记；术中尽量少释放脑脊液，少以脑压版牵拉脑组织，少切正常脑组织以免脑组织张力低移位而带来的漂移；脑组织张力高可通过脱水及过度通气使脑表面降低至骨窗的颅骨内板平面时再行导航定位。

综上，BOLD-fMRI联合DTI-FT神经导航在切除额顶叶胶质瘤术中可有效的保护运动功能，提高肿瘤切除率，且不增加手术时间，进而改善患者的生存质量，优势明显，值得推广。

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*国家自然科学基金资助项目(81602207)

神经胶质瘤/外科学 神经导航/方法 @BOLD-Fmri @DTI-FT

R651.11

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.10.018

(收稿：2017-02-23)