功能性磁共振成像技术是目前判断脑功能区一个安全有效的方法,融合于神经外科导航技术是临床应用的延伸和发展,1990年Ogawa首次提出利用血氧水平依赖(blood oxygenation level dependent,BOLD)对比技术进行fMRI研究,利用脑功能区活动时,含氧合血红蛋白的动脉血流入静脉床,局部氧合血红蛋白增加,脱氧血红蛋白相对减少,导致静脉血顺磁性改变,获取MRI上信号改变;
从而为脑功能研究提供了极有价值的影像依据。最初主要应用于运动、视觉等功能皮层的定位进而逐渐发展到用于高级神经生理和神经心理活动时的皮层定位、神经传导通路和传导顺序以及各功能皮层间联系的研究。对于神经外科临床应用价值在于融合于神经导航进行功能区手术定位,最大限度切除病灶的同时尽可能的保留功能区功能,降低病残率。
而获取真实可靠的功能像是功能神经导航的坚实基础。为达到这个目标,首先要制定合理有效的功能刺激模式,运动皮质的功能定位可以通过重复性的简单运动(手指运动或握拳等)或复杂运动(如左、右手脚轮替,伸曲,翻转等运动)刺激方式来确定。
通过术中体感诱发电位(somatosensory evoked potentials,SSEPs)和皮层电刺激(electrical cortical stimulation,ECS )检查,均证实通过该刺激方法获取功能像准确、可靠,不受运动皮层移位、变形、肿胀、浸润等影响。
其次是要严谨的进行图像数据处理:由于fMRI是一种检测脑功能活动时局部血流变化而不是检测神经活动本身的间接方法,受检者运动刺激参数(动作幅度、强度、频率等),扫描序列等均能影响功能区活化状况,因此激活功能区稳定获取同样依靠恰当的病例选择以及统计学分析。我们发现肿瘤越接近中央区时,第一运动区(M1)活化强度、范围明显降低,代之以辅助运动区(SMA)信号强度,活化范围明显增大;
而肿瘤远离中央区,这种情况很少出现,这与Krings[4]研究所发现的瘫痪程度与M1区活化信号之间呈负相关;而与SMA区活化强度呈正相关的结果是基本一致的,原因可能是运动神经元的破坏使第一运动区功能活动减少,辅助运动区活动代偿增强。
功能像融合神经导航是神经外科进行功能区手术的最佳选择之一。在脑功能区及其邻近部位的肿瘤,因病变与正常脑组织分辩不清、病灶推移、水肿等因素,术中很难准确评定功能区。
单纯的影像检查方法也难以准确界定其分界,体感诱发电位(SSEPs)和皮层电刺激(ECS)进行术中功能皮层定位,则要求病人必须处于清醒状态,暴露手术野大,手术时间长,如果手术中应用肌肉松弛药物或病人需深麻醉时,ECS和SSEPs则无法应用,因此应用受到限制;而术前进行相关的fMRI检查,利用肿瘤等侵袭性病变与正常脑组织的血管成熟程度不同,两者的fMRI信号存在着明显差异,对功能皮层进行定位;
可以准确界定两者间的边界;将fMRI图像登录到神经外科导航系统上,进行图像融合,从生理解剖上精确三维定位活化功能区,术中通过观察棒指引,在实际解剖部位上,显示fMRI获得的功能区图像,可明确提供病灶距功能区距离、方位、功能区移位程度、变异情况等,能够最大限度地切除病变,避开正常组织,比普通导航手术功能区定位更精确,从而显著地改善了病人愈后。
fMRI导航手术优点:能在最小范围的脑暴露和全麻下精确定位运动、感觉和语言功能区,从而能在最大限度上切除病灶的同时,保护脑重要功能区,有效降低病残率,缩短了手术时间。在本组15例病例中,由于获取的功能像可靠,融合于神经导航状态稳定,从而在术中通过导航观察棒指引,在脑实际解剖部位上精确定位功能区,尽可能的切除病灶,避开功能区,术后并发症出现的较少,取得较满意的效果。
由于目前的功能性磁共振扫描是术前脑功能的反应,术中脑移位又能影响导航精度,这些问题尚待解决,应用术中功能性磁共振进行即时扫描的可行性研究为将来功能性磁共振的进一步完善提供了帮助。
总之,功能性磁共振成像可以为功能区病变提供极有价值的功能区信息,结合导航系统,可术中精确定位功能区,避免功能区损伤,降低致残率,增加了全切除病灶的信心。
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