腦干海綿狀血管瘤術中擴散張量成像聯合電生理學監測研究

孔東生 孫正輝 武琛 薛哲 王文鑫

腦干海綿狀血管瘤術中擴散張量成像聯合電生理學監測研究

孔東生 孫正輝 武琛 薛哲 王文鑫

目的 探討術中擴散張量成像（DTI）聯合電生理學監測在腦干海綿狀血管瘤切除術中的應用價值。方法 共39例腦干海綿狀血管瘤患者術中采用DTI和擴散張量纖維束示蹤成像（DTT）追蹤并重建錐體束，電生理學監測體感誘發電位、運動誘發電位和腦干聽覺誘發電位變化。結果 39例患者均順利完成腦干海綿狀血管瘤切除術，術中體感誘發電位異常5例（12.82%）；運動誘發電位異常6例（15.38%），2例（5.13%）經DTI證實錐體束體積減少；腦干聽覺誘發電位無明顯變化。術中MRI顯示病變全切除36例（92.31%），次全切除3例（7.69%），術后臨床癥狀改善29例（74.36%）、無明顯變化4例（10.26%）、新發面癱3例（7.69%）、運動障礙加重2例（5.13%），意識障礙合并肺部感染致死亡1例（2.56%）。術后平均隨訪30個月，Glasgow預后分級5分27例（69.23%）、4分7例（17.95%）、3分4例（10.26%）、1分1例（2.56%）。結論 術中聯合應用DTI和電生理學監測有助于安全、有效地切除腦干海綿狀血管瘤。

血管瘤，海綿狀，中樞神經系統； 腦干； 磁共振成像； 誘發電位； 神經外科手術

腦干作為生命中樞，其內密布神經核團和神經傳導束，支配包括呼吸、循環等重要功能在內的多種生理活動，腦干區域通常列為手術禁區。腦干海綿狀血管瘤（CM）一旦破裂出血則壓迫腦干組織，處理較為棘手［1］，且預后不佳。因此，早期手術并減少手術并發癥是治療腦干海綿狀血管瘤的關鍵。本研究回顧分析2009年12月-2016年1月在解放軍總醫院神經外科進行手術治療的39例腦干海綿狀血管瘤患者的臨床資料，探討術中擴散張量成像（DTI）聯合電生理學監測的應用價值。

對象與方法

一、研究對象

39例腦干海綿狀血管瘤患者，男性23例，女性16例；年齡14～58歲，平均（40.32±13.48）歲；病程2天至16 個月，中位病程4.00（2.50，7.00）個月；臨床主要表現為頭痛3例（7.69%），飲水嗆咳9例（23.08%），言語不清4例（10.26%），聽力減退3例（7.69%），視 力 下 降 2例（5.13%），復 視 8例（20.51%），面癱 11例（28.21%），共濟失調 9例（23.08%），肌力下降20例（51.28%），感覺障礙26例（66.67%）；入院時Glasgow昏迷量表（GCS）評分9～15分，平均（12.37±1.45）分。術前頭部MRI顯示，海綿狀血管瘤均為單發；病變位于延髓3例（7.69%），腦橋延髓交界區7例（17.95%），腦橋16例（41.03%），中腦腦橋交界區1例（2.56%），腦橋臂（小腦中腳）2例（5.13%），中腦10例（25.64%）；病變最大徑4～21 mm，平均（13.46±4.11）mm。所有患者均行腦干海綿狀血管瘤切除術，術中聯合應用DTI和電生理學監測。

二、研究方法

1.術前MRI檢查及錐體束測量 采用德國Siemens公司生產的Espree 1.5T超導型MRI掃描儀，梯度場強 45 mT/m，16通道頭部線圈。（1）T1WI：重復時間（TR）1650 ms、回波時間（TE）3.02 ms，掃描視野（FOV）250 mm×250 mm，矩陣256×256，激勵次數（NEX）1次，掃描層厚1 mm、層間距1 mm，掃描時間318 s，共176層，掃描范圍覆蓋自顱底至顱頂全部腦組織。（2）T2WI：重復時間 5500 ms、回波時間93 ms，掃描視野230 mm×230 mm，矩陣288×224，激勵次數1次，掃描層厚為3 mm、層間距3 mm，掃描時間為128 s，共30層，掃描范圍覆蓋病變腦組織。（3）DTI：采用擴散加權自旋回波單次激發回波平面成像（DW?SE?sshEPI），重復時間6218 ms、回波時間105 ms，掃描視野251 mm×251 mm，矩陣128×128，激勵次數4次，掃描層厚3 mm、層間距0 mm，掃描時間432 s，共40層，范圍覆蓋自顱底至顱頂全部腦組織。（4）T1WI增強掃描：靜脈滴注釓噴酸葡胺注射液（馬根維顯）469.01 mg/ml×15 ml，余參數同T1WI。

2.術中電生理學監測 采用美國Natus公司生產的Xltek神經電生理監護儀。體感誘發電位（SEP）刺激電極置于踝關節脛神經和腕關節尺神經，參考電極置于前額部；刺激參數：上肢刺激強度20 mA、下肢 30 mA，刺激頻率 3.50 Hz，刺激間期0.10 ms，帶通 1000 Hz，靈敏度1 μV。運動誘發電位（MEP）刺激電極置于眼輪匝肌、口輪匝肌和咬肌，參考電極置于前額部；刺激參數：刺激強度20 mA，每次刺激連續5串，刺激間期300 ms，帶通1000 Hz，靈敏度50 μV，分析時間100 ms。腦干聽覺誘發電位（BAEP）采用針狀電極，刺激電極置于雙側耳后乳突或耳垂，泡沫耳塞予短聲刺激，參考電極置于頭皮中央頂區，接地電極置于顳葉；刺激參數：刺激強度100 dB，刺激頻率 11.70 Hz，帶通 1000 Hz，靈敏度0.50 μV，刺激時間15 ms。

3.術中MRI檢查及錐體束重建 所有患者于氣管插管全身麻醉后行MRI檢查以更新數據，影像學數據經局域網傳輸至導航計劃工作站（德國Brainlab公司），于手術顯微鏡下投射在腦表面不同顏色代表不同結構，避開運動、感覺傳導束等重要神經傳導通路，選擇適宜手術入路。對于行后正中入路的患者，通過腦干表面電刺激（BSM）第四腦室底部以定位面丘。將重復性良好、波幅穩定的波形作為基線。定位病變后，于病變周圍尋找淡黃色的神經膠質增生帶，即含鐵血黃素沉積區域，沿此區域完整切除病變，避免直接切除畸形血管團致難以處理的出血。術中電生理學監測到誘發電位異常變化時，提醒術者暫緩操作，待誘發電位恢復正常后再繼續操作；若電生理學監測變化明顯，則行術中MRI檢查。將T1WI圖像和DTI圖像融合，由富有經驗的影像科醫師和神經外科醫師共同定位興趣區（ROI）于雙側大腦腳，擴散張量纖維束示蹤成像（DTT）追蹤雙側傳導束，觀察手術切除過程中是否損傷神經傳導通路并判斷預后；若電生理學監測無明顯變化，則全切除病變后，常規行術中MRI檢查，觀察是否達到影像學意義的完整切除，是否存在血腫等嚴重手術并發癥，同時通過DTI重建錐體束，觀察是否損傷神經傳導通路并判斷預后。經術中MRI聯合電生理學監測確定病變未全切除，則重新制定手術計劃，標記病變及其他重要結構，再次導入術中導航系統，直至全切除病變。

4.評價指標 （1）安全性評價：記錄術中MRI和電極針刺等相關不良事件，以及手術相關和術后并發癥發生情況。（2）療效評價：采用Glasgow預后分級（GOS）評價預后，5分，恢復良好，可正常生活或遺留輕度缺陷；4分，輕殘，可生活自理；3分，重殘，不能生活自理；2分，植物狀態生存；1分，死亡。

結 果

本組39例患者均手術切除腦干海綿狀血管瘤并經術后病理學證實。術中電生理學監測體感誘發電位異常5例（12.82%），均波幅降低≤50%；運動誘發電位異常6例（15.38%），3例波幅降低＞50%，經DTI重建錐體束后2例波幅仍未恢復正常，術中DTI證實錐體束體積減少，結束手術；腦干聽覺誘發電位無明顯變化。術中MRI顯示病變全切除36例（92.31%），次全切除3例（7.69%），術后臨床癥狀改善29例（74.36%）、無明顯變化4例（10.26%）、新發面癱3例（7.69%）、運動障礙加重2例（5.13%），意識障礙合并肺部感染致死亡1例（2.56%）。

術后隨訪3個月至5年、平均30個月，GOS評分5分27例（69.23%）、4分7例（17.95%）、3分4例（10.26%）、1分1例（2.56%）。2例運動障礙加重患者部分功能恢復；3例面癱患者中2例面部感覺有所好轉，1例面部運動仍較差，右側眼瞼閉合不全，出院1年后癥狀好轉；余33例預后良好。

典型病例

患者 女性，29歲，主因右上肢和右側面部麻木伴吞咽困難2 d余，于2015年8月21日入院。患者2 d前無明顯誘因出現右上肢和右側面部麻木感，口角稍向右側偏斜，右眼閉目無力，鼓腮右側漏氣，伴吞咽困難，無飲水嗆咳，無肢體無力。患者自發病以來，精神一般，睡眠尚可，不能飲食，大小便正常，體重無明顯變化。既往史、個人史及家族史均無特殊。入院后體格檢查：神志清楚，語言欠流利；雙側瞳孔等大、等圓，直徑約2.50 mm，對光反射正常，復視，眼球外展受限；右上肢痛溫覺和輕觸覺減退，雙手快復輪替動作、指鼻試驗和雙側跟?膝?脛試驗欠穩準，直線行走試驗陽性；病理反射未引出，腦膜刺激征陰性。實驗室檢查各項指標均于正常值范圍。頭部MRI顯示，延髓背側占位性病變（圖1a，1b）。臨床診斷為腦干海綿狀血管瘤。遂于2015年8月26日行術中MRI導航下延髓背側占位性病變切除術。患者俯臥位，氣管插管全身麻醉，術中通過DTI追蹤纖維束（圖1c），Mayfield立體定位頭架（美國Integra公司）固定頭部，注冊導航系統后行電生理學基線監測（圖1d）。經枕后正中入路切開頭皮，顱骨鉆孔，根據手術顯微鏡下投射在腦表面不同顏色定位病變（圖1e），“Y”形剪開硬腦膜，沿小腦下蚓部進入第四腦室。術中面神經監測提示病變緊鄰面神經核，左側面神經核受壓向右側移位，遂盡量遠離面神經核切開腦橋，沿手術入路進入約0.50 cm后可見陳舊性血腫，吸除血腫后方顯示病變，病變呈黑褐色、團塊狀，手術離斷供血動脈，沿含鐵血黃素沉積層剝離病變，分塊切除，術中電生理學監測顯示左側腦干聽覺誘發電位Ⅴ波消失（圖1f），通過DTI重建纖維束提示錐體束體積縮小（圖1g），常規MRI提示病變全切除（圖1h，1i），術后病理學證實腦干海綿狀血管瘤。予鹽酸萬古霉素500 mg加入250 ml生理鹽水中靜脈滴注（2次/d）預防感染，鹽酸法舒地爾30 mg加入250 ml生理鹽水中靜脈滴注（2次/d）控制血壓，注射用血凝酶（巴曲亭）2 U靜脈滴注（2次/d）預防術區出血，甘露醇50 g靜脈滴注（1次/8 h）降低顱內壓。術后咳嗽反射較差，延遲2 d后拔除氣管插管，常規經鼻腔、口腔吸痰，鹽酸氨溴索30 mg入壺（2次/d）和鹽酸氨溴索30 mg加入5 ml生理鹽水中霧化吸入（3次/d），預防術后墜積性肺炎。術后即刻自覺感覺障礙加重，復查頭部CT提示病變全切除，無出血和腦水腫（圖1j）。患者共住院18 d，出院時感覺功能恢復正常。出院后隨訪1年，GOS評分5分。

討 論

海綿狀血管瘤血管壁通常為單層內皮細胞，缺少正常血管肌層和彈力層［2］。流行病學調查研究顯示，顱內海綿狀血管瘤發病率為0.4%～0.9%，其中9%～35%發生于腦干［3］。腦干海綿狀血管瘤年出血率0.6% ～ 6.0%，再出血率高達 4.5% ～ 60.0%［4?5］，若不及時處理，可因反復出血致神經功能障礙進行性加重。腦干解剖學位置狹小，其內密布重要神經核團和神經傳導束，若在盡量不干擾周圍腦組織的前提下完整切除病變，預防出血和復發［6］，不僅需要醫師具備豐富的臨床經驗，而且術中輔助技術的充分應用亦不可或缺［7］。

圖1 頭部影像學和電生理學檢查所見 1a 術前橫斷面T2WI顯示，延髓背側偏左高信號影（箭頭所示） 1b 術前橫斷面增強T1WI顯示，延髓背側偏左混雜信號影（箭頭所示） 1c 術前DTI顯示，錐體束體積和走行均正常 1d 術前腦干聽覺誘發電位顯示波形略差，Ⅲ波未引出（潛伏期為5.13和5.44 ms，波幅為0.19和?0.01 μV） 1e 術中去除骨瓣，根據術前DTI在硬腦膜上的投影確定運動傳導束（藍色區域所示）和感覺傳導束（紫色區域所示）與病變（綠色區域所示）的毗鄰關系 1f 術中腦干聽覺誘發電位顯示，Ⅲ波（潛伏期為5.13和5.50 ms，波幅為0.27和0.04 μV）和Ⅴ波（潛伏期為7.03和7.50 ms，波幅為?0.05和?0.02 μV）均未引出 1g 術中DTI顯示，左側錐體束體積較術前明顯減少（箭頭所示） 1h 術中橫斷面增強T1WI顯示，病變全切除，術區無出血 1i 橫斷面T2WI顯示，病變全切除，術區無出血 1j 術后復查CT顯示，病灶切除，術區周圍未見出血和腦水腫Figure 1 Imaging and electrophysiological findings Preoperative axial T2WI showed high?intensity signal in left dorsal medulla(arrow indicates,Panel 1a).Preoperative axial enhanced T1WI showed mixed signals in left dorsal medulla(arrow indicates,Panel 1b). Preoperative DTI showed the volume and traveling of pyramidal tract were normal(Panel 1c).Preoperative BAEP showed the waveform was slightly worse than normal,andⅢwave(latency:5.13 and 5.44 ms,amplitude:0.19 and ?0.01 μV)was not elicited(Panel 1d).After removing the bone,preoperative DTI projected on cerebral dura mater located motor tract(blue areas indicate),sensory tract(purple areas indicate)and the anatomical relation with lesion(green areas indicate,Panel 1e).Intraoperative BAEP showed Ⅲwave(latency:5.13 and 5.50 ms,amplitude:0.27 and 0.04 μV)andⅤ wave(latency:7.03 and 7.50 ms,amplitude:?0.05 and ?0.02 μV)were not elicited(Panel 1f).Intraoperative DTI displayed the volume of left pyramidal tract was reduced compared with preoperation(arrow indicates,Panel 1g).Intraoperative axial enhanced T1WI(Panel 1h)and axial T2WI(Panel 1i)showed that the lesion was resected completely with no surgical bleeding.Postoperative CT showed the lesion was removed with no edema or bleeding(Panel 1j).

DTI作為功能影像學技術，通過觀察水分子擴散程度，清晰顯示神經傳導束在腦干中的走行及其在空間的三維形態［8］，從而直觀展示海綿狀血管瘤與神經纖維的位置關系，了解病變對纖維傳導束的壓迫情況。DTT可以直觀顯示腫瘤和鄰近神經纖維束，特異性顯示神經纖維束的空間三維形態、走行及其與腫瘤的位置關系［9］，實現載體無創性示蹤神經纖維束，較結構性影像學可以更清晰地顯示腦干海綿狀血管瘤的病變特點，用于術中MRI導航下精準切除病變，從而減少對神經纖維束的損傷。

術中電生理學監測是有效降低手術導致神經損害的方法之一［10］，相對于影像學檢查僅能提供神經解剖學信息，電生理學監測可以提供部分神經功能信息，術中用于對損傷神經所支配的體表部位進行誘發電位監測［11］，其中，體感誘發電位作用于位于腦干背側的感覺傳導通路［12］、運動誘發電位作用于腦干腹側的錐體束、腦干聽覺誘發電位作用于聽覺傳導通路及其相應神經中樞可以作為監測腦干功能的客觀指標［13］，三者聯合應用能夠更敏感、客觀地監測腦干功能，在術中給術者提供實時誘發電位信息，從而實時、動態了解患者神經功能的完整性，最大限度降低術后神經功能缺損的風險。

在本研究中，我們術中聯合應用DTI和電生理學監測，實現對腦干及其周圍神經傳導束的實時精確定位［8，14］，確定病變與神經傳導束的位置關系，根據術前DTI圖像重建纖維束，制定手術計劃，采用多模態影像學融合技術同時標記病變及其他重要神經結構［15］，選擇無神經傳導束的腦干作為手術安全區域［16］，采用術中電生理學監測對面丘和第四腦室底部同時進行電刺激，確定手術切口［17］。若電生理學監測提示感覺或運動功能異常，重新行術中DTI以重建纖維束，并與術前DTI圖像進行對比，以明確手術過程中神經傳導束的變化，確定神經損傷情況。術中二者聯合應用有助于術者在破壞感覺或運動傳導通路的突發情況下及時改變手術策略，避免進一步神經損傷［18］。在本研究中，對于腦深部病變、易殘留病變進行術中常規MRI檢查，掃描序列包括T1WI，T2WI和增強T1WI，為確定病變是否完全切除提供較好的解決方案，最終實現對神經功能最大限度保護和病變全切除。

在本組患者治療過程中我們亦發現，術中電生理學監測結果可以在一定程度上用于評價神經纖維束損傷程度，聯合DTI和DTT，能夠更準確地預測患者預后。目前多數學者認為，術中誘發電位出現下述情況中任意一種：體感誘發電位波幅低于50%基線水平或潛伏期較術前延長10%，運動誘發電位波幅低于50%基線水平，腦干聽覺誘發電位出現Ⅰ、Ⅲ或Ⅴ波波幅低于50%基線水平甚至消失，均提示腦干重要功能結構損傷［19］。本組39例患者中11例術中電生理學監測異常，其中3例較術前變化明顯，同時行DTI掃描顯示錐體束明顯減少，提示患者預后不良，術后患者運動障礙加重；余8例術后出現不同程度神經功能缺損，部分恢復正常。

盡管DTI聯合電生理學監測可以貫穿腦干海綿狀血管瘤切除術的始終，且對術者有明顯幫助、可以提高手術療效，但在應用過程中仍發現二者各有其不足之處，電生理學監測顯示客觀指標未達神經損傷標準但實際存在神經損傷的可能［20?21］，例如本組有1例患者腦干聽覺誘發電位顯示Ⅴ波波幅未降低至基線水平50%以下，但DTI掃描提示神經傳導束減少，究其原因可能是由于術中電生理學監測對環境要求苛刻，患者體溫、術者操作、麻醉藥物選擇和監測人員的熟練程度均影響監測結果；而DTI僅從腦干橫斷面判斷手術前后神經傳導束數目變化。對于更細微的誘發電位波形異常和神經傳導束體積變化及其與感覺和運動功能的關系，尚待術中多模式電生理學監測聯合DTI進一步深入研究。

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Study on diffusion tensor imaging combined with electrophysiological monitoring in brain stem cavernous hemangioma resection

KONG Dong?sheng,SUN Zheng?hui,WU Chen,XUE Zhe,WANG Wen?xin
Department of Neurosurgery,Chinese PLA General Hospital,Beijing 100853,China

Objective To evaluate the clinical application value of diffusion tensor imaging(DTI)combined with electrophysiological monitoring in the resection of brain stem cavernous hemangioma(CM).Methods There were 39 patients with brain stem cavernous hemangioma.DTI was performed before and during the operation.Diffusion tensor tractography(DTT)was used to track fiber and reconstruct pyramidal tract.Intraoperative neurobehavioral monitoring was used to detect the changes of somatosensory?evoked potentials(SEP),motor?evoked potentials(MEP)and brain stem auditory?evoked potentials(BAEP).Results Of all the 39 patients,there was no significant change of BAEP during the operation,5 patients(12.82%)had abnormal SEP,6 cases(15.38%)had abnormalities in MEP monitoring,2 cases(5.13%)had reduced volumes of pyramidal tract proved by DTI.Intraoperative MRI confirmed 36 cases(92.31%)had complete removal of lesions,and 3 cases(7.69%)had subtotal resection.There were improvement of clinical symptoms in 29 cases(74.36%),no obvious changes in 4 cases(10.26%),postoperative facial paralysis in 3 cases(7.69%),worsened movement disorder in 2 cases(5.13%),death due to disorder of consciousness and pulmonary infection in one case(2.56%).Postoperative follow?up was 30 months in average.Glasgow Outcome Scale(GOS)showed 27 cases(69.23%)of Grade 5,7 cases(17.95%)of Grade 4,4 cases(10.26%)of Grade 3,and one case(2.56%)of Grade 1.Conclusions Combined use of intraoperative DTI and electrophysiologicalmonitoring can safely and effectively remove brain stem cavernous hemangioma.

Hemangioma,cavernous,central nervous system; Brain stem; Magnetic resonance imaging; Evoked potentials; Neurosurgical procedures

SUN Zheng?hui(Email:szh301@sina.com)

This study was supported by Beijing Science and Technology Plan Project(No.Z141107002514052).

10.3969/j.issn.1672?6731.2017.05.010

北京市科技計劃項目（項目編號：Z141107002514052）

100853 北京，解放軍總醫院神經外科

孫正輝（Email：szh301@sina.com）

2017?03?03）