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功能核磁共振在神經外科手術計畫中的應用

來源 : 中國醫療設備 2017第12期
update : 2018/02/08
引言
神經功能的保護是神經外科手術中最為關鍵的環節之一。既往神經外科術前評估與術前計畫基於傳統核磁共振(MRI),根據醫生經驗判斷功能區及纖維束與病灶的關係。然而,傳統核磁共振並不能直觀顯示功能性腦組織的空間位置。對於一些神經外科疾病,病灶體積較大、水腫、病灶本身存在的組織形態學特徵等很可能改變功能區的位置,此時,單純依賴傳統磁共振很難準確判斷功能區的位置,進而進一步提高手術預後。同時,對於神經外科手術,除了傳統神經功能(運動感覺、語言、視覺)外,神經認知功能的保護也是神經外科手術的重要環節。如何利用影像學檢查為臨床提供盡可能豐富的資訊,為臨床治療做出指導是目前神經外科的重要問題。

20 世紀 90 年代, Ogawa 等 [1-3] 首先描述了基於動物實驗研究的血氧水準依賴(Blood Oxygenation Level Depended, BOLD)原理,自此,功能核磁共振(functional MRI, fMRI)技術迅速發展, fMRI 發展至今已經成為現代認知神經科學,包括心理學、神經科學、精神病學和語言學等領域中應用最為廣泛的研究技術之一。目前, fMRI 技術在神經外科已經應用較為廣泛。本文綜述 fMRI 在神經外科手術計畫中的應用。

1 BOLD-fMRI 的原理
血氧依賴功能磁共振是以內源性血紅蛋白為對比劑,通過血氧飽和度的變化實現成像的方法。 利用磁場中物質的不同磁敏感性進行 fMRI 成像。去氧血紅蛋白有很強順磁性效應,而含氧血紅蛋白則具有抗磁性。當被試者執行特定任務時,相應腦功能中樞的神經元被啟動,臨近血管床的血流量和血容量增加,導致局部含氧血紅蛋白增加,去氧血紅蛋白減少,腦組織 T1 和 T2 值縮短,尤其 T2 縮短更為明顯,使在 MR 圖像上去氧血紅蛋白存在的區域MR 信號下降,通過適當後處理技術並利用偽彩色標記到MRI 圖像上,顯示功能區。 BOLD-fMRI 結合了功能、影像和解剖 3 方面的因素,是一種在活體人腦定位各功能區的有效方法,無損地觀測與神經活動增加的位置關聯的腦部皮質血容積、血流和血氧合的變化,可對視覺、運動、語言和記憶等功能中樞進行成像 [3]。

2 fMRI 在手術計畫中的作用
在保護神經功能等前提下盡可能最大程度地切除病灶是神經外科重要的手術原則 [4]。因此,術前嚴格評估功能區與病灶之間的關係對於提高神經外科患者手術預後極為重要。 fMRI 可以在術前對於患者的神經功能進行個性化分析,詳細描繪病灶與功能區之間的空間結構關係。還可以無創地對於患者的功能性優勢腦半球進行判斷。從而提高功能保護。術前 fMRI 已經成為神經外科手術術前評估重要的工具~閱讀全文