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什么是功能区脑胶质瘤?解读功能区定位最新观点及手术策略

编辑:INC | 发布时间:2021-05-21 09:28 |

  不少患者遇到脑功能区胶质瘤总心存很多疑惑,不同方向的专家也常给以不同的治疗意见,那什么是功能区脑胶质瘤?脑功能区定位有什么新进展呢?一文引您深度解读。

  大脑皮质的不同区域具有功能特异性,分别具有不同的功能,如感觉、运动等,将这些具有一定功能的脑区称为“中枢”,即大脑皮质功能定位。

功能区胶质瘤

  脑胶质瘤呈浸润性生长,当肿瘤累及感觉、运动、语言、视觉及其他高级认知功能相关的皮质或皮质下结构时,即可定义为功能区脑胶质瘤,主要包括如下几个功能脑区。

什么是功能区脑胶质瘤?解读功能区定位最新观点及手术策略

图:常见重要脑功能区

  一、感觉运动相关功能脑区

  1.感觉功能区:初级感觉区位于中央沟和中央后沟之间的中央后回。

  2.运动功能区:主要包括初级运动区(primary motor area,M1)、运动前区 (premotor area,PMA)和辅助运动区(supplementary motor area, SMA)。

  ①初级运动区:位于中央沟和中央前沟之间的中央前回,上宽 下窄,解剖上可不连续(被额中回分为上、下两部分);

  ②运动前区: 位于额叶外侧面,占据部分额上回、额中回和中央前回,同初级运动区 一样,运动前区也是上宽下窄;

  ③辅助运动区:位于i旁中央小叶的前部 和额上回内侧面后部,运动前区上方,个体间存在一定差异,功能上可 分为前后两个部分,偏后的部分与运动功能相关。

  二、语言相关功能脑区

  1.运动性语言功能区(Broca区):主要包括优势半球额下回的盖部、三角部,以及中央后回近侧裂 处。运动性语言功能区的主要功能与语言的形成、启动和协调各发音器 官运动有关。一般认为三角部与语义有关,盖部与语音有关。最新观点 认为,运动性语言功能区同时也参与了词语的检索与提取、音韵整合、 语音的工作记忆、认知控制等高级语言功能。运动性语言功能区损伤后 通常引起运动性失语,即言语表达障碍。

  2.感觉性语言功能区(Wernicke区):狭义上的感觉性语言功能区仅对应优势半球颞上回后部1/3区域, 广义上的感觉性语言功能区还包括缘上回和角回。感觉性语言功能区主 要参与声音的辨别和理解,损伤后可出现感觉性失语,即言语理解障 碍,同时其产生的语言也难以被理解。

  三、高级认知功能相关功能脑区

  高级认知功能主要包括记忆、情感、执行、计算和视觉空间感觉 等。记忆功能主要累及内侧颞叶(海马系统)、背外侧前额叶、间脑 (乳头体和丘脑)和杏仁核等结构;情感功能主要由眶额叶、腹内侧前 额叶和边缘系统等皮质结构有关;执行功能主要集中于背外侧前额叶皮 质和顶叶皮质;视觉空间感觉功能主要由顶叶皮质和枕叶皮质负责,空 间感知功能主要位于顶叶的上部,如顶叶缘上回病变易导致偏侧忽视, 且右侧病灶比左侧病灶更为常见和严重。

  四、运动、语言皮质下传导束解剖

  1.皮质脊髓束:皮质脊髓束是运动相关的皮质下传导束,发自大脑皮质许多区域 (主要是Brodmann分区 4、6、3、1、2等)的第Ⅴ层锥体细胞;其中粗 纤维为第4区第Ⅴ层深部的大锥体细胞(betz细胞)的轴突;而细纤维则 由Ⅴa层的小型神经元发出,此束经内囊后肢的前部下行。

  2.语言相关的皮质下传导束:脑内与语言相关的几个重要白质通路有:①弓状束,为上纵束的一 部分,起自颞上回的尾侧部分,绕过外侧裂。在豆状核和岛叶上外侧前 后走行,在内囊外侧,与其他上纵束一起终止于前额叶的背侧部分 (Brodmann分区8和46)。弓状束的主要功能是传导语音系统信号。② 下枕额束,起自枕叶及颞叶的后外侧区,向前走行在侧脑室颞角外侧壁 的外上方,经过岛叶内侧外囊的前底,到达眶额及前额叶的背外侧,其 功能是参与语义系统的传输。③扣带下束,内侧扣带下束的嘴侧部分位 于额角外侧壁(Broca区的深部),包含由扣带回和辅助运动区向尾状 核投射的纤维。该传导束损伤后通常会导致经皮质运动性失语。④额顶 语言环路,作为发音的最后通路,通常位于口部运动区和前岛叶深部, 电刺激会诱发发音障碍。⑤额斜束,连接辅助运动区与Broca区,参与 语言输出功能,该纤维束的损伤可引起顽固性语言表达障碍。

  五、关于脑功能区定位的新观点

  现代认知神经科学认为大脑的功能区分布是一个高度复杂的网络化 结构——即连接化理论(brain connectivity),各部分之间即相对独立 又高度统一,所有的认知功能都是这个巨大网络内互动的结果——即连 接组学(connectome)。该网络结构认知对神经外科的启示有以下几 点:

  1.某功能网络中的任何一点损伤都可能会造成某种认知功能的异常,如语言、记忆等;

  2.局限于某个位置的损伤可能会造成与此相关的 多个网络的损伤,从而导致多种认知功能的异常;

  3.如果网络中的其他 部分可以代偿或重组其功能,则某一处的损伤可能只会引起很小的或短 暂的功能异常;

  4.特定的解剖位置可能针对于某种认知功能有相对的 (并非绝对的)特异性。

  一般认为与临床密切相关的相对独立的网络结构有:以左侧外侧裂 周围区域为主的语言网络;以右侧额顶区域为主的空间识别网络;颞枕 部的面部及物体识别网络;贮存长期记忆的边缘系统;与注意和行为有 关的前额叶网络。以上各网络结构在个体间差异较大,所以在手术时需 要对每个患者进行单独的确定。

  脑功能网络具有拓扑性质。拓扑描述的是几何图形或空间在连续改 变形状后还能保持不变的性质。脑功能网络拓扑结构的稳定是其发挥正 常功能的基础,当大脑占位性病变引起局部结构形状改变,但拓扑性质 没变时,脑功能网络可以保持正常功能;当大脑占位性病变引起局部结 构改变,脑网络拓扑结构发生改变,即重要节点损伤、或节点间的连接 损伤、或信息传递路径发生改变,导致脑网络拓扑属性发生改变,引起 功能障碍;而由于皮质和皮质下结构重塑,网络重排,使得拓扑网络被 还原或近似还原,继而恢复原有的拓扑属性,使功能逐渐恢复。

  因此,利用术前影像学技术探究脑功能网络的重要节点分布并指导 手术计划制订,利用术中电生理技术明确重要节点分布及重要节点间的 连接情况并指导肿瘤切除,利用经颅磁刺激等设备针对重要节点进行刺 激,促进术后功能恢复,是未来功能区脑胶质瘤手术的发展方向。 二、功能区脑胶质瘤的手术特点

  由于功能区脑胶质瘤易造成患者神经功能障碍,手术也可带来神经 功能损伤,因此功能区脑胶质瘤的手术方式较为特殊。目前国际上主要 推荐采用唤醒麻醉的手术方式切除功能区脑胶质瘤。在唤醒患者后,利 用直接电刺激的方法对患者手术区域内的皮质及皮质下结构进行功能定 位,明确功能区分布后,在最大安全范围内切除肿瘤。但是这样的手术目前全球开展得还比较少,能熟练开展这样技术的医院还在少数。

  当肿瘤侵入功能区时,可采用唤醒手术下直接电刺激的方式进行功能区定位。直接电刺激定位准确度高,目前被认为是脑功能区定位 的金标准,该技术存在较低的诱发癫痫的风险,与刺激强度相关,可充 分定位运动、语言、部分高级认知功能累及皮质和皮质下区域。术中唤 醒功能监测,需要患者配合完成对应的功能任务。这些用来监测功能的 任务需具备简便性、可操作性、有效性等基本性质。因此,目前在术中 常规对语言、感觉及运动功能进行监测与保护。针对特殊的高级认知功 能,如情感、记忆、视觉空间感知等,不做常规要求。针对有特殊功能 保护要求的患者,应进行个体化的任务设计,在不违反手术原则的条件 下,尽可能保护患者的一切功能。

  若手术不能满足唤醒麻醉条件,可选择全身麻醉下使用术中电生理监测设备进行功能定位,如 使用感觉诱发电位(SEP)与运动诱发电位(MEP)等,同时推荐使用 神经导航设备在术中实时指导手术切除。

  六、脑功能区胶质瘤手术策略

  1、手术方式:目前,对功能区脑胶质瘤患者手术时推荐采用术中唤醒配合术中脑功能定位,在提高肿瘤切除范围及切除程度的同时,可有效避免患者出现术后永久性功能障碍。适应证包括:累及脑功能区的脑胶质瘤患者;对功能定位有主观配合意愿;自愿接受唤醒麻醉手术者。

  除常规全麻下开颅手术禁忌证外,禁忌证还应包括:患者术前出现严重的颅内高压症状或已存在脑疝,常规术前使用脱水药物后功能无改善;存在意识障碍或重度认知障碍;明确精神病史;沟通交流障碍,存在严重神经功能缺失或难以配合完成术中指定检测任务;麻醉医师和手术医师无唤醒手术经验;患者拒绝接受唤醒麻醉手术;年龄小于18岁(相对禁忌)心理发育迟滞;患者不能长时间耐受固定体位。

  2、术前评估:主要可分为影像学评估、神经功能评估和术前宣教三部分内容。

  ① 术前影像学评估:强烈推荐:T1、T2、T2-FLAIR、T1增强、任务态血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD-fMRI)、DTI、3D-T1WI;推荐:MRS、静息态功能磁共振(Rs-fMRI)、PWI。T1、T2、T2-FLAIR、T1增强:可确定病变范围,水肿及恶性程度。肿瘤侵袭区域和功能区的距离与患者的功能状态相关。当肿瘤距离手运动区皮质小于6mm时,肿瘤易造成患者术前肌力损伤。BOLD-fMRI技术常用于对患者四肢运动功能区及语言功能区的定位(3级证据),但当肿瘤临近功能区(如肿瘤距离手运动区皮质小于4mm时),其定位准确效度会受肿瘤影响而下降(3级证据),因此需谨慎对待定位结果。术前应用fMRI技术对患者进行功能区定位,有利于术者在术中确定肿瘤的切除范围,有效避免患者术后出现永久性功能损伤(3级证据)。Rs-fMRI是一种不需要患者在检查中完成任务的成像方法(3级证据),推荐将该技术作为一种补充检查手段(3级证据),应用于无法配合完成BOLD-fMRI检查的患者。DTI及纤维束追踪:强烈推荐在肿瘤侵犯脑功能区的脑胶质瘤患者中使用,可以提高肿瘤切除范围,同时保护患者的神经功能(3级证据)。同时,推荐在非功能区脑胶质瘤患者中广泛应用该技术,以了解肿瘤与周围神经纤维解剖结构的情况。

  ② 术前神经功能评估:术前应用客观神经心理学量表评估患者的功能状态,为术者制定手术及术后治疗方案提供帮助。应用的量表应具备包含正常范围参考值、可重复性高等特点。强烈推荐:KPS、爱丁堡利手检查;推荐(根据肿瘤累及的脑功能区选择):韦氏成人测验、西部失语症检查(WAB)中文版、ABC失语症检查、忽视测评:(如线段等分划消实验等);可推荐:韦达(WADA)试验、中国康复研究中心失语症检查法(CRRCAE)、蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、抑郁自评量表(SDS)、焦虑自评量表(SAS)、症状自评量表(SDL90)。

  ③ 术前癫痫评估:强烈推荐对患者的癫痫史、癫痫发作的症状、癫痫发作程度及药物控制这四方面情况客观评估。具体细则参考《国际抗癫痫联盟(ILAE)癫痫治疗指南1981年版、1990年修订版及2013版癫痫治疗指南》。

  3、手术准备

  ① 切口设计:根据病变的部位和功能区的位置设计切口,原则上应包含肿瘤和其累及的重要功能脑区(监测靶区)。基于以下因素综合考虑:暴露病变及周围功能区,利于术中监测和功能定位保护。复发率高的肿瘤(如脑胶质瘤)要考虑二次手术可能。功能区分布的个体间差异性。皮下动脉,静脉窦,发际线等常规需要考虑的结构因素。

  ② 体位:常采取侧卧位或仰卧位,以头架固定。若采取仰卧,应严密注意防范术中误吸的发生。选择的体位要保证患者术中舒适,摆好体位后使用保温毯有助于减少患者唤醒后寒战以及其引起的颅内压增高等。

  ③ 麻醉方式:目前的功能区脑胶质瘤唤醒手术可以分为两种:术中唤醒麻醉开颅脑功能区肿瘤切除术和监护麻醉下全程清醒开颅脑功能区肿瘤切除术。睡眠-清醒-睡眠(AAA)麻醉模式,是目前最为常用的唤醒手术麻醉方式,是一种深度麻醉接近于全身麻醉的技术,此种技术需要喉罩、带套囊口咽气道等辅助气道工具来保持患者气道通常;在监护麻醉下进行的全程清醒开颅脑功能区肿瘤切除术,是一种使患者处于适度镇静的清醒状态下的肿瘤切除手术,其优势在于手术过程中患者一直处于自主呼吸状态,无需进行喉罩等辅助通气设备,可避免术中唤醒后因拔除喉罩诱发患者颅内压增高。

  4、术中操作:开颅过程:头架固定钉局部浸润麻醉、头皮重要神经阻滞(眶上神经和滑车上神经、耳颞神经、枕小神经、枕大神经和第三枕神经)和切口局部浸润麻醉,切口麻醉范围包括术野皮肤、皮下至骨膜,包括皮瓣基底部。告知麻醉医师唤醒患者,并对硬膜用2%利多卡因浸润棉片覆盖15-20 min。待患者唤醒且一般状况及情绪稳定后,剪开硬脑膜并四周悬吊硬脑膜(不可过度牵拉),硬膜外彻底止血。术中影像学技术:强烈推荐:神经导航系统;推荐:可使用术中MRI、术中超声等。

  ① 神经导航系统:术中可根据导航棒探针的位置,确定手术切除位置及切除深度(3级证据)。② 术中MRI技术可以辅助术者确定肿瘤切除后残余肿瘤的体积,提高肿瘤的最终切除程度(3级证据)。③ 术中超声成像可在术中辅助判断肿瘤范围和切除程度,提供病变周围及内部血流情况。

  术中脑功能定位技术:强烈推荐:直接电刺激定位功能区皮质(2、3级证据);推荐:体感诱发电位定位中央沟,持续经颅或经皮质运动诱发电位监测运动通路完整性,直接电刺激定位皮质和皮质下功能结构,神经导航结合术前功能磁共振定位影像。

  运动区监测:①运动区阳性表现为对侧肢体或面部相应部位肌肉出现不自主动作,同时可记录到肌电活动;电刺激运动前区或辅助运动区可能引起复杂运动。②运动区皮质下需要监测和保护的重要结构为锥体束。

  感觉区监测:感觉区阳性表现为对侧肢体或头部脉冲式的异常感觉,多表现为麻木感;刺激感觉区有时也可引起肢体运动。

  语言区监测:推荐的语言任务有:数数和图片命名。电刺激过程中,患者出现的异常表现(包括:语言中断、构音障碍、命名错误、反应迟钝、语言重复等)均提示该区域为物体命名相关语言中枢。图片材料推荐选用经过汉语语言标准化的物体图片。语言区皮质下需要监测和保护的重要结构有弓状束、上纵束、下枕额束、额斜束、下纵束等。

  切除策略:在保留重要功能结构的前提下,选择适当的手术入路尽可能切除病变。目前国际公认的切除安全范围应至少距离阳性刺激区5mm(3级证据)。同时注意保护正常动脉及脑表面重要引流血管。通常先切除非功能区肿瘤,然后逐步推进至重要功能区附近,切除过程持续监测患者功能状态,可疑存在皮层下重要通路,即时进行皮质下电刺激,以确定重要皮质下功能结构并予以保护。切除病变后,可应用术中MRI扫描、术中超声、或荧光造影等技术观察病变有无残留。

  5、术后评估及预后:强烈推荐术后24-72h内行MRI检查,高级别脑胶质瘤以MRI增强、低级别脑胶质瘤以T2/FLAIR的容积定量分析为标准,评价肿瘤切除程度。推荐分别在术后1~3天、1个月、3个月、6个月评价患者的KPS评分、语言功能、运动功能及生活质量等。评价过程推荐采用神经影像与行为量表相结合的方式。应用唤醒手术直接皮质及皮质下电刺激技术定位和保护功能区,可显著降低患者术后永久性神经功能障碍的发生率,术后暂时性神经功能障碍多可在3个月内恢复(3级证据)。

  参考文献:中国胶质瘤临床管理指南.2O2O

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