术前脑皮层精细定位在功能区病灶切除中的临床研究
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徐纪文  田鑫  王桂松  周洪语 王宇  徐忠贤  江基尧
上海第二医科大学附属仁济医院神经外科 (上海市 200001)
摘要：目的 探讨功能区病灶周围大脑皮层的精确功能定位，以期提高手术疗效，减少致残率。方法 术前2～3天在全麻下行皮层电极植入术，第二天，在患者于清醒状态下行皮层电刺激，了解病灶邻近部位脑皮层功能区的分布情况。并以此制定手术方案和手术入路。结果 随访评估16例患者，未出现任何神经功能缺失者11例（68.8％）；5例出现不同程度的失语，上肢麻木和单侧肢体肌力下降，除1例长期轻瘫外其余4例均于手术 后1-2周恢复。无死亡病例。结论 综合应用电生理刺激技术、影像学资料预先进行脑皮层功能定位，使脑皮层功能区手术的外科治疗获得满意疗效。
The clinical study on pre-operational exactitude localization of cerebral cortical functional
Xu jiwen  Tian xin  Wang guisong  Zhou hongyu  Wang yu  Xu zhongxian
The Department of Neurosurgery of RenJi Hospital Affiliated to the Shanghai Second Mecial University （Shanghai 200001）
[Abstract]  Objective:  to Investigate the effect of the lesion of functional area on the changes of distribution of cerebral cortical functional region,to Improve the results of the operation. Methods: 2 or 3 days pre-operation, a cortical electrode was placed on cerebral cortex; the following day to find out the distribution of cortical functional when the cases In consciousness state. According the results to enact the operation plan and operation approach. Resluts:  to following up 16 cases,12 cases appeared no neuro-deficit, 2 cases showed anepia, one displayed left upper extremity lightly numbness , another showed single limb muscle strength descend. Conclusion: to utilize the elcetrophysiology and Imaging procedure to exactly localize the cerebral cortical functional region pre-operation, Improved neurosurgical techniques and acquired very good operative results on removing the functional lesions.

在神经外科手术中，脑重要功能区病变的切除始终对神经外科医生是一种挑战[1,2]。虽然随着功能磁共振、手术导航系统、PET-CT等各种大型设备的出现，大大改善了手术效果，减少了致残率。但是，迄今为止尚没有一种理想的方法可以明确地告诉我们功能区病灶周围大脑皮层的精细定位，也无法知道病灶与功能区域的确切关系，我们在开展癫痫外科术前埋藏式皮层记录电极的基础上发展出一种清醒状态下术前埋藏式电极皮层电刺激法，精细定位皮层功能，取得了良好的疗效。

1.一般资料
     临床选择病变位于脑皮层重要功能区患者共16例，其中肿瘤6例，(胚胎发育不良性神经上皮肿瘤(DNT)2例神经胶质瘤2例,脑膜瘤2例)癫痫8例，血管畸形2例。男性10例，女性6例，年龄12～62岁，平均34.6岁
2.方法
2.1 术前病灶初步定位
　　手术前根据患者的影像学资料，如CT、MRI或DSA；大致定位病灶位于大脑皮层的重要功能区域，癫痫患者还要根据16导Holter或128导视频脑电图结果综合评判其癫痫病灶的位置。

2.2  定位电极植入术和皮层功能区定位
初步确定病变位置后，于正式手术前２～３天在全麻下行皮层珊状电极置入，我们应用美国PMT公司生产的４×８不透钢皮层电极，该电极长８cm，宽４cm，每个电极中心间距１cm，完全可以覆盖可能的病灶区域和相邻近的可能皮层功能区。
第二天，病人在完全清醒、安静的状态下行皮层电刺激，为防止皮层激惹诱发癫痫，先行鲁米那0.1g肌注，备好吸氧、吸痰和抢救措施。刺激器应用美国产　　机型，刺激参数：f=5Hz，P＝6ms[2]。从10v开始刺激，反复观察肢体的运动情况，询问病人的主观感觉，以观察到肢体活动或病人主诉麻木的最小刺激电压值为该点的记录值。语言功能的检查：让病人连续数数或阅读一段简短的文章，刺激后出现中断者为阳性。
先行横向电极的两两刺激，再行纵向电极的两两刺激。因此可以在术前模拟坐标图上（每个电极为一个坐标）标示出每个电极所对应的功能区。有的点与拇指运动有关，有的点与口角运动有关，有的点与语言有关，但每个点的刺激电压值不同，将各个点的刺激电压值用不同颜色记录下来。我们认为刺激电压值在60v以上出现的肢体运动为安全切除范围，40v为危险值，20v者不能切除[3]。用红色连线将20v刺激阳性的区域和40v刺激阳性的区域勾画出来，得到一张覆盖脑区的详细功能图。如图1：
          
2.3 术中脑皮层功能定位
由于有皮层上32个规则的电极，我们将每个电极视为一个坐标，通过断层CT扫描可根据病灶与电极的对应关系将病灶的轮廓在同一模拟图上勾画出来，因此在术前我们可以明确地了解病灶周围哪些皮层分别管理局部位的功能。在正式手术开始后保持电极的固定，将有功能皮层用纸片分别标识出来，再将病灶投影同时标出，椐此设计手术方案。（图2、图3、图4）
3.结果
3.1   病灶与功能皮层的关系：1.相隔：即病灶与红色区域中间存在空白区，也就是病灶完全位功能区以外，这是最理想的状态。只需在病灶上操作即可，本组4例，无术后并发症。2.相邻：即病灶与红色区域之间没有空白区，我们可以从相对远离红色区域的脑沟进入深部病灶，深部可略为扩大切除，但需要严格保证红色区域的皮层完整，本组4例，术后没有偏瘫，失语的病例；3.重叠：相互重叠，病灶与红色区域交叉，这种状况又可分为两种，一是完全重叠，本组未发现，二是部分重叠，即部分病灶的投影在空白区，部分病灶的皮层投影在刺激的红色区域，本组有8例，对于肿瘤病人，可从空白区域的皮层进入；但对于癫痫病灶较棘手，我们采取空白区切除加红色区软膜下纤维切断，以及皮层电灼相结合的方法。本组5例出现短期并发症的患者都来自于这种情况。
3.2   随访评估患者16例，未出现任何神经功能缺失者11例。3例患者出现失语，均为癫痫患者，其癫痫病灶和皮层定位功能区有交叉关系，我们术中采用了多处软膜下纤维横行切断术和皮层电灼术，术后出现失语，但在术后两周左右恢复。1例患者出现左上肢轻度麻木感；4例（2例同时出现失语）出现单肢肌力下降。其中1例在20V刺激出现反应的脑区手术者出现单侧肢体肌力下降，长期随访功能不恢复。无病例死亡。
不同脑功能缺失的恢复时间见表1:

表1 

	术后	1周	2周	不恢复
失语	3（2例同时有偏瘫）	2	1	0
轻度偏瘫	4（2例同时有失语）	2	0	1
感觉障爱	1	1	0	0

注：共5例患者出现并发症，其中单纯感觉障碍1例，单纯失语1例，单纯运动障碍2例，既有失语又有运动障碍2例。
3.3 不同刺激状态脑皮层对手术操作的耐受程度完全不同，8例病灶与功能区皮层重叠的病人中，3例避开功能区手术者无术后并发症，5例无法避开者均出现不同程度的功能障碍，刺激阈值高者功能恢复时间短，刺激阈值低者功能恢复时间长，甚至不恢复。表2.

表2  皮层电刺激结果    

	手术	结果	低功率双极电灼	结果
20V出现反应的脑区	1	单肢肌力下降，不恢复	1	2周后功能恢复
40V出现反应的脑区	1	1周恢复	2	一周恢复
大于等于60. V出现反应的脑区	15	无功能障碍	4	无功能障碍

4.讨论
讨论
     脑皮层功能定位是一个古老而引人入胜的问题，Penfields等对此已有过详尽的描述，并给出功能图［3,4］，这些图谱甚至对于现在的临床医学都具有重要意义，但是具体到每个病人，由于个体差异、脑部病变(如肿瘤占位效应)以及周围组织水肿等因素的影响，我们通常所认为的“功能区域”已经发生了移位[5,]。如何对每个需要手术的病人进行精确定位呢？这对于确定手术方案和手术入路，减少患者的致残率至关重要。因此，如何在术前就能细分皮层功能并将有功能的脑皮层与病灶的关系进行确立，对任何一个神经外科医生都是一个挑战,也极有实用意义。
     随着科技的飞速发展，出现了功能磁共振（functional magnetic resonance Image, fMRI）和正电子发射断层摄影（positron emission  tomography，PET）等技术，期望能对脑功能区进行检测，而且已经取得了很大进步。但是，这两项技术在实际神经外科手术的应用中却存在明显的缺陷。首先，在理论上fMRI是依靠脑血流中血氧水平进行功能定位，一旦病变影响脑皮层的血液供应，依靠此类方法就会出现较大的误差。其次，在技术上对于脑功能的扫描，需要病人思想保持绝对静止的状态，在实践中难以做到，导致其扫描脑功能图像的范围，与实际电生理刺激所得出的功能定位区域有较大的误差，据报道最大可达20mm。这对于神经外科手术患者来说，是一个无法接受的误差。而且fMRI仅对运动区较敏感，。PET成像系统也可以对脑代谢活跃的区域进行定位，但是在进行语言功能区定位的实验中，与电生理刺激所显示的功能区，仅有65％的符合率[6,7]。而且，上述两种仪器设备，价格昂贵，不适于在国内大范围推广。
     目前，许多作者在神经外科手术中采用电生理刺激技术进行脑皮层功能定位[8,9,10]。但在麻醉状态下进行探测，只能探测运动功能区，对感觉区和语言功能区仍无法监测[11,12]。而且术中探测由于受麻醉，无菌操作等因素影响存在诸多不便，准确性也会受到影响。为使脑功能定位检查能尽量在正常生理状态下完成,我们利用癫痫外科手术前的埋藏的皮层电极进行反向电刺激，既记录了脑电图又获得了脑皮层功能图而且这种功能图是在生理状态下获得的,排除了外界的干扰〈如麻醉〉，具有点对点的精确度,在功能区小肿瘤的切除中还具有定位坐标的意义,我们可以在放置电极的CT扫描中,根据扫描平面的方向,通过水平位上肿瘤所在平面上电极的确认将肿瘤的位置准确投影到皮层电极所形成的坐标上去，在术中可以方便地找到肿瘤而不影响皮层功能。
在实际应用中皮层电刺激的参数确定至关重要,每一种刺激器的参数标准不一样,有的以毫安为单位,也有以伏特为单位,我们的实践证明60V刺激有阳性反应的皮层区域是可以切除的安全区域,本组病例共有15例病人在大于等于60V的区域上直接手术,4例病人作皮层弱电流热灼,术后均未出现任何不良反应。40V刺激有阳性反应的皮层区域是相对安全的可切除区域,本组病人有1例在该区域直接手术,2例行弱电流热灼,结果均出现术后偏瘫和失语但均在一周后恢复正常。说明该区域的损伤是可逆的。20V刺激有阳性反应的皮层为绝对危险区域,本组唯一出现单肢轻瘫的患者即为该区域直接手术的胶质瘤患者,1例电灼的癫痫患者术后的失语长达2周，此区域的直接损伤脑功能的恢复不可逆。
在刺激中必须明确：虽然刺激是作用于电极点,但其意义却是表明两个电极点之间脑组织的功能,因此必须做横向和纵向两个方向的刺激才能覆盖整个受检脑区。在做皮层功能标记时必须弄清上述概念才不会出错
     术前电刺激皮层功能定位虽然可以精确到每个手指甚至于口角某块肌肉的定位，但其缺点也是明显的，即需二次麻醉和二次手术，增加了病人的负担，也增加了感染机会。但是由于第一次手术已经开颅，第二次手术的时间大大缩短，我们认为与患者所避免的功能损害相比二次手术带来的生活质量提高是值得的。另外皮层电极的颅外连接线位于电极板的一端，在实际操作中不方便，如有更大的电极板，引线从垂直于电极板平面的中心引出则可做到骨瓣更小，检测范围更大。
术前脑皮层精细功能定位可以使我们获得大脑皮层的功能地形图，栅状电极所形成的坐标系统有助于肿瘤定位和了解病灶与功能区的关系。该方法对术前设计手术方案，模拟手术入路，以及在术中避免脑功能区的损伤，改善手术效果，提高病人的生存质量有帮助。

参考文献
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图1：电刺激皮层定位示意图

图2：CT扫描：皮层电极定位

图3：术中皮层电极位置

图4：术中皮层功能位置和病变位置定位