腦語言區附近膠質瘤術后認知功能障礙的臨床和fMRI研究

周建東 鄭金龍

神經膠質瘤（Gliomas）是顱內最常見的惡性腫瘤，生長在語言區的膠質瘤患者術后常出現失語癥等認知功能障礙。而語言區附近的膠質瘤是指環繞優勢半球外側裂語言區Broca’s區和Wernicke’s區如左側額葉上中回、顳葉下回、島葉和頂葉等生長的膠質瘤，臨床觀察發現生長在語言區附近的膠質瘤術后患者可能存在著與語言相關的語義記憶認知功能障礙[1]。本研究通過臨床方法結合腦功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）技術探討腦語言區附近腦區的語義記憶認知功能。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 病例資料 為我院2008年1月—2009年1月左側語言區附近膠質瘤術后患者18例，文化程度均為初中畢業以上，男12例，女6例，年齡16~65歲，均為右利手。腫瘤生長部位：左額上中回4例，左顳下回3例，左頂葉5例，左頂顳枕交界附近6例。術前臨床表現：頭痛、惡心、嘔吐、癲發作、精神癥狀、體檢視乳頭水腫、偏癱等癥狀。MRI檢查顯示膠質瘤表現形態多樣，可為實性或囊性。在T1加權像顯示病灶呈低信號或混雜信號，在T2加權像顯示病灶呈等信號或高信號，注射對比劑后腫瘤實質部分可見不均勻強化。本組18例，在顯微鏡下做腫瘤全切除15例，大部或次全切3例，術后早期肢體肌力下降7例，運動性失語1例，出院前基本恢復。無明顯顱內壓增高及癲發作，無手術死亡患者及嚴重并發癥發生。

1.1.2 與臨床相匹配的健康者資料 招募與臨床病例資料如性別、年齡等相匹配的18例健康志愿者，進行臨床量表測試對比。

1.1.3 fMRI研究資料 另招募大學生健康志愿者14例進行fMRI研究，男8例，女6例，年齡20~23歲，參加詞語聯想學習記憶任務。被試者均為右利手，雙眼裸眼或矯正視力正常，無神經精神疾病史，被試者均知情同意。

1.2 方法

1.2.1 手術方法 18例患者均全麻下常規開顱，打開硬膜后即開始使用顯微鏡。緩慢釋放腦脊液使腦壓下降，在顯微鏡下銳性分離蛛網膜，注意保護側裂血管。待瘤內充分減壓后再沿瘤周水腫帶或膠質增生帶進行潛行分離，邊分離邊用腦棉片保護腦組織，直至腫瘤完全切除，瘤腔徹底止血。少數較大腫瘤，先行瘤內部分切除，再分離腫瘤邊界，直至手術結束。對分界不清且較大的腫瘤先行瘤內切除、內減壓，再輕輕提起瘤壁沿周邊膠質增生帶分塊切除，達到最小的創傷。術中應注意腫瘤的供應血管，對于穿過腫瘤而仍舊供應正常腦組織的血管，應仔細分離加以保留。

1.2.2 臨床量表測試方法 18例膠質瘤術后患者和18例臨床資料相匹配的健康者分別進行詞語聯想學習記憶臨床量表的測試，參閱中國科學院心理研究所編制的臨床記憶量表測試方法進行測試[2]。

1.2.3 fMRI方法 應用1.5 T超導型磁共振儀（Siemens，Sonata，Germany）。所選詞語都是由2個漢字組成的高頻詞[3 000次（/10萬）]，精選64個詞語形成32對記憶任務考查所需的配對詞，配對詞中前者為刺激詞，后者為反應詞。一些配對詞易于聯想，如“溫暖-寒冷”，而另一些則相對較難聯想，如“蘋果-毛巾”，每個記憶任務循環中配對詞難易各半。使用標準頭部線圈射頻，嚴格控制受試者頭部。先對14例大學生健康被試者的頭部進行軸位T1WI掃描，然后在被試者進行記憶任務及基線對照時采集其血氧水平依賴性信號，采用的是梯度回波結合單次激發回波平面成像技術。常規設計fMRI參數，任務設計采用組塊設計（block design）模式，fMRI統計方法是采用統計參數圖（statistics parameter mapping 99,SPM99）軟件對納入的被試者的fMRI數據進行分析[3]。

2 結果

2.1 行為學結果 膠質瘤術后患者成績明顯低于相匹配的健康者[（9.86±1.42）分vs（18.79±2.30）分，t=8.906，P<0.001]。

2.2 fMRI組分析結果 14例大學生被試者的fMRI數據經SPM99軟件統計分析獲得平均腦功能激活圖及激活腦區中心坐標、像素值（KE值）和激活強度（T值）。皮質激活的腦功能區有額葉、頂葉、枕葉、扣帶回和顳葉；所激活的腦區有顯著的左半球偏側化。記憶編碼和提取時激活的腦區有所變化：編碼時被激活的皮質腦區的范圍和強度以左枕葉和左額上中回為顯著（激活強度T值=13.87）；而在提取時，左頂葉激活區域的范圍和強度較記憶編碼時加強且為最強激活腦區（T值=8.73），左額葉和枕葉的激活程度明顯減弱。激活的腦功能區按Brodmann’s area(BA)來分，有枕葉 BA18/19、額葉BA6/9/46/47、頂葉BA7/40和顳葉BA21/36/37。激活的腦區基本位于左半球語言區附近，見圖1A、B。

圖1 詞語聯想學習記憶任務編碼和提取時主要激活腦區圖像

3 討論

膠質瘤有較大的活動性，并能產生組織毒素或溶解性物質，使周圍組織失去防范入侵的能力，且常與正常組織混雜在一起，循神經纖維延伸浸潤，從而影響認知功能，這可能是因為一些膠質瘤患者在術前就有記憶力減退等認知功能損害。另外，在術中或多或少損傷了這些區域的正常腦組織，可能是導致術后更易出現高級認知神經功能缺失癥狀的主要原因。位于左半球語言區附近腦區的膠質瘤，經手術切除后存在著詞語聯想學習記憶功能的下降，表明這些區域可能是執行與語義記憶功能的相關腦區。神經外科手術經常會損傷腦的重要認知功能區。目前，國內外利用功能影像學技術對病灶周圍腦區進行功能測繪已成為術前計劃的重要組成部分[4]。

fMRI技術不僅能準確定位認知功能的腦功能區，而且可以同時觀察多個腦區的活動，從而探討各個功能區域之間的相互關系。因此，可運用fMRI技術研究正常健康人在詞語聯想學習記憶任務作業刺激時腦區的激活情況，揭示大腦處理詞語聯想記憶信息過程的神經基礎。詞語聯想學習記憶屬語義記憶思維方法，不同于語言單純的聽、說、讀、寫。

本研究結果顯示詞語聯想學習記憶的功能腦區主要位于左半球，且激活的皮質腦區在經典的左側外側裂語言區周圍形成弧形激活帶，主要包括左側額葉、頂葉、顳枕葉及其交界區域：左額上中回BA6/9/46、左頂葉BA7/40、左枕葉BA18/19和左顳葉BA21/36/37。語義記憶的功能腦區與語言功能區既有很大的差異又有部分重疊，表明語義記憶功能區和語言功能區有一定的空間相關性。對絕大數右利手者而言，與語言功能有關的腦區大多分布在左半球[5]，fMRI結果顯示語義記憶的功能腦區也有明顯的左半球優勢。臨床上語言障礙的患者常常伴隨許多語義功能障礙[6]。有一種解釋是在語音任務中，在某種程度上自動地擁有語義知識，反之亦然[7]。國內的彭聃齡等[8]在研究語義、語音比較任務中發現兩者在頂、顳葉激活區的峰值坐標很接近，說明它們在定位上有一部分是重疊的。語言是人類大腦特有的功能，語言與語義的確切內在關系尚不是很清楚，但可以肯定語義不同于單純語言的聽、說、讀、寫，同時，又必須指出語言的聽、說、讀、寫腦功能活動可能包含高級語義加工過程。

本研究提示在優勢半球語言區附近的腦區可能存在著與語言相關的一些高級認知功能，因此，在這些區域的外科手術中應注意保護好正常腦組織；同時，無創性fMRI技術可以為神經外科術前做出相關認知功能腦區的測繪圖，并進行術前評估外科風險、手術計劃和術中導航，從而在最大程度地切除病灶的同時，盡量減少神經功能的缺失。

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