脑磁图在脑胶质瘤诊疗中的应用价值与研究进展
脑胶质瘤是指起源于脑神经胶质细胞的肿瘤,是最常见的原发性颅内肿瘤。我国脑胶质瘤年发病率为5~8/10万,5年病死率在全身肿瘤中仅次于胰腺癌和肺癌。
脑胶质瘤临床表现主要包括颅内压增高、神经功能及认知功能障碍和癫痫发作三大类。目前,临床诊断主要依靠CT及MRI等影像学诊断,弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI )、弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、灌注加权成像(perfusion weighted imaging,PWI)、磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy,MRS)、功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)、正电子发射体层成像(positron emission tomography,PET)、脑磁图(Magnetoencephalography,MEG)等对脑胶质瘤的鉴别诊断及治疗效果评价有重要意义。
脑胶质瘤治疗以手术切除为主,结合放疗、化疗等综合治疗方法。手术可以缓解临床症状,延长生存期,并获得足够肿瘤标本用以明确病理学诊断和进行分子遗传学检测。手术治疗原则是最大范围安全切除肿瘤,而常规神经导航、功能神经导航、术中神经电生理监测术中 MRI 实时影像和MEG等新技术有助于实现最大范围安全切除肿瘤。
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拓扑网络结构,当胶质瘤侵犯拓扑网络结构的关键节点或连接,可直接或间接造成患者运动、语言、认知和记忆等神经功能损伤。
目前,对功能区脑胶质瘤患者手术时,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。但是术中唤醒不能进行术前的评估;须大骨瓣开颅,患者容易暴露于各种风险中,如感染,中风或出血等;此外,对病人的要求也比较高,病人须清醒状态,局麻下手术,要求病人高度配合,手术时间较长。以往可以在术前凭MRI、CT等影像学的解剖结构判断功能区,但是当病变与脑功能区关系密切或已侵犯功能区时,病变往往使脑的正常解剖结构发生位移或变形很难准确判断功能区的位置。
相较于其他脑功能成像技术,脑磁图是目前唯一一种无创,且兼备高时空分辨率的脑功能定位技术,可最大限度地避免重要组织和功能的损伤,使这些手术变得更加安全。
脑磁图(MEG)
在脑胶质瘤中的应用价值主要体现在:
01
无侵袭、无损伤
脑磁图是一种完全无侵袭、无损伤的大脑研究和临床应用设备,不会对患者产生任何射线、能量或机器噪声,仅通过探测器在颅外捕捉大脑内自发的微弱磁场信号来进行检测。
02
对神经胶质瘤继发癫痫病灶和癫痫灶周围脑功能区的定位
脑磁图在胶质瘤患者中的应用,尤其在癫痫诊断和癫痫灶术前定位方面,发挥了重要作用。通过对脑内发出的生物磁场信号的精确测定,脑磁图能够准确定位神经胶质瘤继发癫痫病灶及其周围脑功能区,为手术提供重要的参考信息。
03
脑胶质瘤术前评估和手术规划
脑磁图不仅可以用于癫痫诊断和癫痫灶术前定位,还可以用于神经外科术前脑功能区定位,帮助确定大脑中的关键功能区域,如运动区、语言区等,以及这些功能区域之间的相互关系,帮助外科医生及时发现和保护重要的脑功能区域。在胶质瘤手术前,通过脑磁图可以了解肿瘤周围脑功能区的位置和功能状态,为手术提供重要的指导信息,帮助医生制定更合理的手术方案,有助于最小化手术过程中对功能区域的损伤,同时确保手术的安全性和成功率。
04
术后康复疗效和神经功能评估
在脑胶质瘤术后,患者可能面临一系列复杂的神经功能障碍,包括但不限于运动、感觉、认知和言语-语言障碍。因此,术后的康复治疗显得至关重要,它对于帮助患者恢复生活质量、提高日常活动能力具有不可或缺的作用。传统的康复疗效评估方法主要依赖于问卷调查和行为观察,这些方法虽然具有一定的参考价值,但往往缺乏客观性和准确性。脑磁图是无创且检测快速的脑成像技术,对某一大脑功能区的定位和评估在5-10分钟即可完成,可以更加精准地评估患者在术后的神经功能恢复状况。脑磁图不仅能够提供客观、量化的脑功能指标,还有助于实现行为--心理--脑功能的全面评估,为康复治疗提供更为有力的支持,更准确地了解患者的康复进展,为后续的治疗方案调整提供科学依据。
脑磁图
在胶质瘤中的应用进展
01
脑磁图在胶质瘤发生和进展潜在机制的研究《BRAIN》
2022年发表于《BRAIN》上的研究《Regional healthy brain activity, glioma occurrence and symptomatology》表明,胶质瘤倾向于在健康对照者中内在活动较高的脑区发生,尤其是恶性胶质瘤更喜欢E/I比率较低的区域,这与先前发现的理论:增加的神经活动可促进肿瘤生长的理论一致;预后不良的肿瘤亚型和较差的KPS患者的肿瘤位于抑制相对较高的区域,内在活动与肿瘤亚型和患者表现状态相关,突显了使用脑活动来进行胶质瘤预后和定制治疗方案的潜力,也为将来更新胶质瘤的分类分级方案提供了参考。
02
脑磁图在胶质瘤神经元活动探测和胶质瘤复发转移机制研究《NATURE》
2023年发表于《NATURE》上的研究《Glioblastoma remodeling of human neural circuits decreases survival》,为了对胶质瘤内的功能连接区域进行采样,作者使用脑磁图(MEG)测量了胶质瘤浸润性脑内神经元的振荡,并在手术切除肿瘤期间采集了具有不同功能连接的原发患者胶质母细胞瘤组织。在磁共振成像(MRI)上,在对比度增强或T2/FLAIR高信号的肿瘤区域内发现了与肿瘤浸润性皮质内神经元活动相关的瘤内功能连接和高功能连接(HFC)体素。
控制了已知的与生存率相关条件后,使用MEG在肿瘤浸润的大脑中测量神经振荡和功能连接。Kaplan–Meier生存分析显示,有功能连接的患者的总生存期为71周,而没有HFC体素的参与者的总生存率为123周,这表明肿瘤的生存期和功能连接之间存在显著的反比关系。
使用MEG可测量肿瘤浸润脑区的神经振荡和功能连接,并且该连接与患者生存期成反比。