浅论功能核磁共振成像在脑中央区肿瘤手术中的应用

浅论功能核磁共振成像在脑中央区肿瘤手术中的应用【摘要】目的：探讨功能核磁共振成像(fMRI)在脑中央区肿瘤手术中的应用价值。方法：11例脑中央区肿瘤患者，手术前行fMRI，明确脑皮质运动区与肿瘤的关系。结果：11例脑中央区肿瘤患者的脑皮质运动区均在fMRI上获得确定，11例手术切除的肿瘤患者均达显微镜下全切除。术后神经功能受损症状未加重。结论：fMRI图像对脑中央区肿瘤术前制定手术计划、评估手术风险，术中选择手术切除肿瘤的进路等非常有益。

【关键词】功能核磁共振成像；运动皮层；颅内肿瘤

［Abstract］Objective:Investigatetheefficacyoffunctionalmagneticresonanceimaging(fMRI)inthetreatmentofpatientswithintracranialtumorsinmotor：Elevenpatientswithtumorsinordirectlyadjacenttothecentralregionwerestudiedwithbloodoxygenleveldependent(BOLD)datawereanalyzedtoconfirmtherelationshipbetweenthetumorandthemotorcortex.Results：ThemotorcortexwasconfirmedwithfMRIinalltumorresectionwereaccomplishedinallpatients,andnomorepostoperativeneurologicdeficitsoccurredinallpatients.Conclusion：fMRIwasveryusefulinassessingtherisksofoperativeinterventionandinplanningtumorresection.

［Keywords］functionalmagneticresonanceimaging;motorcortex;intracranialtumors

手术切除位于脑运动功能区皮层及其附近的病灶一直是神经外科难题，存在“病灶切除和脑运动功能保护”之间的矛盾,如何做到在最好地保存运动功能的情况下，最大限度地切除病灶是目前需要解决的问题［1-3］。为了达到上述目的，必须要对运动区皮层进行定位，明确与病变之间的解剖关系，在切除病变时，注意加以保护，减少运动区皮层的损伤。目前常用的方法，如根据正常运动功能区解剖定位，术中体感诱发电位，经颅磁刺激和脑磁图等，要么是侵入性，操作复杂，要么空间分辨率不足，不能很好地解决这一难题，因而需要寻找更好的方法［4-6］。

近年来，功能磁共振成像(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)因其空间分辨力高，操作相对较简单，无损伤，可重复应用而越来越受到神经外科领域的重视［7］。本研究对11例位于脑运动功能区域及其附近病变的肿瘤患者，进行fMRI显示运动功能区皮层，根据成像结果，指导术前规划，以及术中病灶切除范围和程度。旨在探讨fMRI对运动功能区皮层的显示情况及在神经外科手术中的重要作用，为解决“病灶切除和脑功能保护”这一神经外科难题提供新的思路。

1对象和方法

病例

2005年选择12例健康志愿者(医学院学生)进行fMRI检查，其中男6例，女6例，年龄18～35岁，平均岁。11例脑中央区肿瘤患者为我科2006年1月至2008年12月收治患者，男6例，女5例；年龄20～49岁，平均岁；临床表现：头痛8例，肌力Ⅲ～Ⅳ级5例，癫痫2例，感觉减退4例；病理:脑膜瘤6例，胶质瘤4例，转移瘤1例；病灶大小:3cm6例，3～4cm3例，4cm2例；病灶与运动区的关系:病灶在运动区之前或之上6例，病灶在功能区之后4例，病灶在运动区之下1例。所有患者均神志清楚，能理解、配合执行技术人员提出的运动刺激要求，术前均经CT、MRI检查，证实为中央区及其邻近部位病变。

fMRI检查方法

磁共振机采用SiemensSonataTMRI,TR/TE=2000/84，矩阵：64×64,FOV=24cm×24cm，多相位激发和采集，层厚cm，间距cm，扫描时间259s，选择4层定位，常规横轴位，部分加冠状位和(或)矢状位定位。获取运动区fMRI信号采用拇指与其他4指依次对指运动试验，运动和静止交替进行，各10s，重复6次，前39s为受检者的适应时间，检查前均对其训练，在做对指运动时，身体其余部位尽可能放松保持不动，包括前臂和手腕等。用相关系数图找出局部区域血流与时间的变化曲线，然后经统计学计算，获得皮层功能兴奋区。

治疗方法

术前获得患者MRI平扫、强化及fMRI三维图像，评估肿瘤与功能区的位置关系;根据MRI和fMRI图像，设计手术切口和入路，开颅后在B超辅助下从远离功能区部位入路和切除肿瘤。

2结果

正常志愿者fMRI图像

12例志愿者的功能成像均显示对侧第一运动区(M1，Broadman14区)及辅助运动区(SMA，Broadman6区正中内侧面)激活。图1所示为1例正常志愿者左手对指运动脑功能成像对侧M1与右手对指运动脑功能成像激活区大小位置形态基本相同。

脑肿瘤患者fMRI图像

11例患者均出现M1活化，7例伴有SMA活化，患者SMA活化与志愿者对比信号强度及范围有明显增大表现。病灶对侧手对指运动脑功能成像分3种:①病灶侧M1、SMA功能激活区与正常志愿者激活区相同；②病灶侧M1或SMA功能激活区移位，但其激活面积大小与健侧激活区大小相仿；③病灶侧M1或SMA功能激活区移位、面积减小。图2所示为病灶侧M1功能激活区位于肿瘤后方且与肿瘤紧密相邻，与健侧相比明显不对称，范围缩小。图3为左额部大脑镰旁脑膜瘤切除术后9个月患者左右手对指运动脑功能磁共振成像图，患者肌力正常。

治疗结果

4例胶质瘤及1例转移癌在显微镜下等体积切除，6例脑膜瘤全切除。术后2例患者肌力下降到Ⅲ～Ⅳ级，分别在术后1周及1个月后改善，3～4个月后恢复正常。星形胶质细胞瘤I～Ⅱ级1例，Ⅲ级2例，Ⅲ～Ⅳ级1例，脑膜瘤6例，转移性鳞癌1例。患者通过1年以上随访，均未出现永久性神经功能障碍加重，术后1～6个月进行MRI影像学复查，均未见肿瘤复发征象。

3讨论

与PET、脑磁图等成像方法相比，fMRI无创，且具有良好的时间和空间分辨率，能将功能像直接覆盖在高清晰度的MRI结构像上，给手术者提供更多的有价值信息；同时能在同一个体进行多次重复测定(PET技术则受限)，显示出受病灶影响所导致的功能区皮质破坏、移位、重组［8-11］。经过术前fMRI运动区定位，可以规划手术方法和入路，缩短手术时间，最大限度地切除肿瘤，减少术后运动障碍的发生率。

本组11例脑中央区肿瘤患者均成功显示出脑功能激活区，患者功能激活区成像情况与检查时患者的肌力情况是相吻合的。5例伴有不同程度对侧肢体肌力下降的患者，其对指运动脑功能成像显示M1或SMA激活区较分散、移位，激活面积较正常侧对指运动小。与正常志愿者结果对比，11例脑中央区肿瘤患者除M1区受肿瘤推移、浸润而移位外,M1区形状、位置变化不大，证实对功能区定位恒定、可靠。同时SMA信号强度、活化范围较正常人大，这与Krings等［12］对110例运动区病变的fMRI研究结果一致，即瘫痪越重，M1区活化信号越低，两者呈负相关；瘫痪越重，SMA区活化强度越高。原因为肿瘤影响运动区，使M1功能活动减少，代之以SMA活动增强，因而信号强度、活化范围均较正常人增大。

本组病例用功能磁共振来确定病灶与功能区的关系，指导手术入路方式的制定，同时通过术后观察来进一步验证功能磁共振的准确性，取得了满意的效果，全部病例保留了重要的运动功能。我们认为fMRI引导运动区显微手术的要点是：①患者必须能配合有规律运动动作经计算机工作站处理得到fMRI图像。②根据fMRI图像，确定功能区与病灶的位置关系，制定手术入路。③术中运动区判断，术中根据中央沟静脉位置结合B超定位作实时监控。④病灶位置与切除方法。本组病灶在运动区之前和表面6例患者，手术时先分离病灶前界，再分离病灶后界(与功能区相连部分)，最后使病灶尽量从前方取出，避免损伤后方功能区。病灶在运动区之后患者4例，先分离病灶后界，再分离病灶前界，最后使病灶尽量从后方取出。如果病灶大部分突出脑表手术相对容易，在显微镜下打开肿瘤与脑或血管相连的蛛网膜，沿肿瘤与脑之间蛛网膜分离，就可以完整切除肿瘤;如果病灶少许突出脑表，必须耐心分块切除;如果fMRI图像提示病灶在功能区表面，即被肿瘤压着的皮层为运动区，手术时必须注意肿瘤深部皮层的保护，不能轻易电凝。对于肿瘤在运动区下方的病例，手术相对较困难，有两种情况，即神经上皮肿瘤(神经胶质瘤)和运动区镰旁脑膜瘤，这时必须根据肿瘤与功能区关系，切开皮层尽量避开功能区;对于恶性肿瘤，切除运动功能区附近肿瘤时，注意分辨肿瘤和正常组织，甚至保守切除，有利于术后运动功能的完整保护。

综上所述，fMRI能准确显示脑运动区的位置及其与肿瘤的关系，有利于术前制定治疗计划、评估手术风险，术中选择手术切除肿瘤的入路，做到切除肿瘤的同时最大限度地避免功能区的损伤，减低致残率，提高手术疗效。

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