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功能神經導航及術中核磁共振對語言區病變語言保護作用研究

來源 : 中國醫療設備 2017第12期
update : 2018/02/09
引言
膠質瘤是顱內最常見的神經上皮腫瘤,文獻對於膠質瘤的治療存在很多爭議,因為膠質瘤很難做到細胞學水準的完全切除,外科醫生最多能做到的是影像學切除 [1]。目前臨床上膠質瘤的主要治療方法是手術切除的基礎上,輔以放療和化療。語言區病變,尤其是膠質瘤,語言皮層和皮層下傳導束邊界不清,術後患者語言功能障礙極易加重。在本研究中,我們量化分析手術前後的病變體積變化,評價多模態功能神經導航和術中磁共振對病變切除程度、全切率和語言功能的影響。

1 資料與方法
1.1 研究物件
收集 2012 年 1 月 ~12 月 65 例病變累及優勢半球語言傳導束弓形束的患者。入組標準 :① 愛丁堡利手調查表證實患者為右利手,功能核磁共振檢查證實患者左側半球為優勢半球 ;② 病變鄰近優勢半球皮層下語言傳導束 ;③ 患者能夠獨立完成語言功能相關評估。排除標準 :① 顱內多發病變 ;② 愛丁堡利手調查表證實患者為左利手,功能磁共振表明右側半球為優勢半球 ;③ 病變位於非優勢半球 ;④複髮膠質瘤 ;⑤ 患者本人無法完成語言功能相關檢查。 65例入組患者在功能神經導航和術中高場強磁共振引導下手術。這些患者術後病理證實膠質瘤 54 例,非膠質瘤 11 例(轉移癌 5 例,海綿狀血管瘤 6 例)。男性患者 47 例,女性患者 18 例,平均年齡(42.8±11.1)歲,範圍 20~75 歲。

1.2 術前核磁共振檢查
所有磁共振檢查掃描均應用 1.5 T 高場強術中磁共振(Espree, Siemens, Germany),手術前後及隨訪時檢查序列參數相同。核磁共振檢查序列參數 [2] : T1WI:T1 加權三維磁化強度預備梯度回波序列參數 : TE 3.02 ms, TR 1650 ms,矩 陣 256×256, 視 場 250 mm×250 mm, 層 厚 1 mm。T2WI : TE 93 ms, TR 5500 ms, 矩 陣 512×512, 視 場30 mm×230 mm, 層 厚 3 mm。 T2flair : TE 84 ms,TR 9000 ms,矩陣 256×256,視場 230 mm×230 mm,層厚 3 mm。DTI :單次投照彌散加權自旋回波序列(SSEPI)。參 數 : TE 147ms, TR 9400 ms, 矩 陣 128×128, 視場 251 mm×251 mm,層厚 3 mm,頻寬 1502 Hz/Px。彌散權重(高 b 值) 1000 s/mm 2, 12 個方向,同時進行一次 0 彌散加權(低 b 值 : 0 s/mm 2)成像用於後期處理時消減成像區域外周雜訊。體素(VOXEL)大小為 1.9 mm×1.9 mm×3 mm,無間隔採集 40 層,共採集5 次以提高信噪比。

BOLD-fMRI :梯度平面回波成像序列(GRE-EPI)。參數 : TE 60 ms, TR 2540 ms,視場 192 mm×192 mm,層厚 3 mm。組塊設計完成動詞聯想或圖片命名任務,啟動(Activation)和靜息(Baseline)兩種狀態相互交替 3 次。增強 T1WI 和 3D MPRAGE 參數相同,增強劑為釓噴酸葡胺(Bayer, Germany)。所有患者的磁共振資料傳輸至導航計畫工作站(Brainlab, Germany)。

1.3 制定術前手術計畫
患者術前核磁共振的原始 Dicom 資料傳輸到導航計畫工作站後,我們用 iPlan 3.0 軟體(Brainlab, Germany)首先對解剖、功能和代謝等影像資料進行圖像融合、配准。確認無誤後,然後用“ Object Creation”模組標記病變範圍,對於磁共振影像增強明顯的如高級別膠質瘤和轉移瘤,根據增強 T1WI 來描記腫瘤,無強化的低級別膠質瘤,根據T2WI 或者 T2flair 磁共振上高信號範圍描記腫瘤。以混雜信號範圍描記海綿狀血管瘤,如果周圍有含鐵血黃素沉積,根據 T2WI 上含鐵血黃素環描記。每個層面描記病變後,輪廓連接在一起就形成了病變的 3D 結構。工作站可自動計算重建的三維模型的體積,我們可以根據這個模組比較手術前、中、後病變體積的大小變化。

“ BOLD Mapping”模組中,我們將閾值設置為 3.5,P<0.001 的左額下回皮層啟動區域標記為 Broca 區,左顳上回後部皮層啟動區域為 Wernicke 區。用“ Fiber Tracking”重建左側弓狀束。基於張量偏離演算法的線性擴展法,重建的弓形束的方向為相鄰體素的最大向量軸方向。 FA 閾值為0.15,長度閾值為 50 mm。應用多 ROI 的方法在融合後的T1WI 解剖像上重建弓形束 :第一個 ROI 是在左側額下回皮層下白質,第二個 ROI 在放射冠的外側,第三個 ROI 在左側顳上回後部皮層下白質,同時通過這三個 ROI 的皮層下纖維束即為弓形束。

完成術前手術計畫後,將計畫資料傳輸到導航工作站(Vector Vision Sky navigation system,Brainlab,Germany)中。導航註冊成功後,直接連接手術顯微鏡(OPMI Pentero,Carl Zeiss, Germany)後,就可以實現顯微鏡下導航手術。

1.4 術中核磁共振檢查
主刀醫生掌握術中核磁共振掃描時機,當主刀醫生認為腫瘤切除完全,按照鏡下導航提示手術已接近功能區,或者腦脊液流失明顯導致術中腦移位影響手術準確性時,行術中核磁共振檢查。術中核磁共振掃描結束後,主刀醫生根據有無腫瘤殘留,或者殘留腫瘤與周圍功能區的三維關係決定是否進一步手術。如果需要繼續手術,根據術中影像資料更新導航,直至腫瘤切除滿意。

1.5 評估病變切除程度和全切率
當執行手術者認為需要進行磁共振掃描時,先填寫調查問卷,術者估計腫瘤的切除程度,然後與術中核磁共振影像結果進行對比,計算術者的誤判率。根據術中核磁共振掃描殘留腫瘤,自動計算腫瘤體積,腫瘤的切除程度(EOR) =(術前腫瘤體積 - 殘留腫瘤體積)/ 術前腫瘤體積。
切除程度定義:全切除指腫瘤切除程度≥ 98%,次全切除指腫瘤切除程度≥ 90%,大部分切除指切除程度 <90%。

1.6 圍手術期及隨訪時語言功能評估
入治療組的患者于術前、術後以及 3~6 個月隨訪時接受語言相關檢查,檢查內容是西方失語症成套試驗(WAB)檢查,我們用失語指數(Aphasia Index, AQ)用來評價手術前後、隨訪時的語言功能,總分為 100 分, AQ<93.8 分判斷為失語。

1.7 統計學分析
採用 SPSS 19.0(IBM, USA)進行資料處理,計量資料以 - x±s 表示。 Wilcoxon 檢驗比較病變切除程度, c2 檢驗比較全切除率。 P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果~讀全