脑肿瘤累及运动感觉功能区时的术前BOLD-fMRI评估

摘要

脑肿瘤是中枢神经系统常见疾病，发病率约占全身肿瘤的5％，可发生于任何年龄，以20-50岁者较多见，男女无显著差别。目前临床上通过常规磁共振成像术前肿瘤定位行外科手术切除已成为脑肿瘤首选治疗手段，但通过常规磁共振成像手段并不能显示肿瘤对脑功能有何种影响。由于血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD-fMRI)重点观察的即脑皮层的功能变化，运用该技术可准确定位皮质功能区，显示病灶与邻近功能区关系及功能区的变化情况，有助于临床医生完善治疗方案，改进手术计划，减少术后并发症并对患者预后做出评价。
　　 目的：
　　 研究脑肿瘤所致手部运动和（或）感觉功能障碍患者的主动和被动握拳运动时的脑功能区激活特点。观察肿瘤累及功能区程度，评估患者运动功能以及为临床制定最佳治疗方案提供依据。
　　 材料与方法：
　　 一、研究对象
　　 10名有运动或感觉功能障碍的脑肿瘤患者（年龄范围35-67岁），21名健康成年志愿者（年龄范围24-28岁）。
　　 二、研究设备和扫描方法
　　 1、研究设备
　　 Philips Achieva Intera3.0T超导型磁共振扫描系统，采用快速梯度回波(TFE)序列获得全脑的三维高分辨率结构像，采用梯度回波-回波平面成像(Gradientecho-EPI)序列行BOLD-fMRI成像。
　　 2、分组及刺激方式
　　 根据中国人利手量表将21名健康成年志愿者分为左利手组（5男，2女，平均年龄27岁）与右利手组（11男，3女，平均年龄26.5岁），分别进行利手主动、被动握拳运动的全脑BOLD-fMRI扫描，设计范式采用组块设计(Block design)，运动方式为利手行“静止-握拳”交替运动。患者行患肢的主动和（或）被动运动，运动方式与健康志愿者相同。
　　 3、数据处理及分析
　　 原始数据通过SPM-8软件进行处理及分析，记录感觉运动激活脑区的几何中心、激活体积及激活强度。患者组对比自身主动与被动的激活结果;健康志愿者左、右利手组组内主动、被动运动激活差异分析应用配对t检验，激活结果阈值设定为p＜0.01，FDR校正，激活范围大于10个体素。
　　 结果：
　　 一、脑肿瘤患者
　　 全部10名患者功能激活区均显示清晰。其中8名对侧肢体运动障碍（6名为对侧肢体肌力下降，2名为对侧肢体不能运动）患者的握拳运动功能成像显示运动皮层被肿瘤不同程度的推挤或浸润;2名对侧肢体感觉异常患者的体感皮层虽未见明显被肿瘤侵及，但肿瘤与功能区边缘非常接近。所有行主动及被动运动功能成像的患者，两者的激活几何中心、激活范围及强度无显著统计学差异。
　　 二、健康志愿者
　　 对于左利手组，主动握拳运动的激活脑区较被动运动激活脑区分布广泛、分散，主要包括对侧初级运动皮层(PMC)、前运动皮层(PMC)、辅助运动区(SMA)、顶下小叶(IPL)、扣带回运动区(CMA)、基底节及同侧小脑;被动握拳运动激活包括对侧初级运动皮层(PMC)、前运动皮层(PMC)、辅助运动区(SMA)、初级体感皮层(PSC)及同侧小脑。主动握拳时运动感觉激活区的几何中心、激活范围及激活强度较被动运动无显著统计学差异。
　　 对于右利手组，主动握拳运动的激活脑区包括对侧初级运动皮层(PMC)、前运动皮层(PMC)、辅助运动区(SMA)、扣带回运动区(CMA)及同侧小脑;被动握拳运动激活脑区包括对侧初级运动皮层(PMC)、前运动皮层(PMC)、辅助运动区(SMA)、初级体感皮层(PSC)、体感联合皮层(SAC)及同侧小脑。主动、被握拳运动相比，两者运动感觉区激活的几何中心、激活范围及强度无显著统计学差异。
　　 结论：
　　 对于脑肿瘤患者来说，BOLD-fMRI为临床医师了解肿瘤及脑功能信息，制定及完善治疗方案及评价预后提供了一种安全无创的新方法，使手术治疗能够充分兼顾肿瘤切除和脑功能的保护。
　　 对于正常人来说，主动和被动握拳运动在不同利手人群中引起运动相关脑区激活特点无显著性差异。恒定的被动手部握拳运动替代主动运动用于BOLD-fMRI研究中具有实用性及可靠性，且不受利手不同的影响。

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