西班牙Marqués de Valdecilla大学医院的Juan Martino等通过尸体解剖结合健康受试者弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)以及唤醒术中电刺激三种方法,研究中央前回腹侧纤维交汇区及其周围结构的解剖关系。结果发表在2018年9月的《Operative Neurosurgery》杂志上。
——摘自文章章节
【Ref: Gayoso S, et al. Oper Neurosurg (Hagerstown). 2019 Aug 1;17(2):182-192. doi: 10.1093/ons/opy331.】
研究背景
中央前回腹侧纤维交汇区(ventral precentral fiber intersection area,VPFIA)是位于中央前回腹侧与语言、运动和高级认知功能相关的重要白质结构。VPFIA中通过的白质纤维束,包括弓状束前束(anterior segment of arcuate fasciculus,A-Arc)、弓状束长束(long segment of arcuate fasciculus,L-Arc)和锥体束(pyramidal pathway)。西班牙Marqués de Valdecilla大学医院的Juan Martino等通过尸体解剖结合健康受试者弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)以及唤醒术中电刺激三种方法,研究中央前回腹侧纤维交汇区及其周围结构的解剖关系。结果发表在2018年9月的《Operative Neurosurgery》杂志上。
研究方法
该研究纳入8侧尸体大脑半球标本进行解剖;纳入8侧健康受试者大脑半球进行DTI研究;纳入6例左侧大脑半球胶质瘤患者,进行唤醒手术切除胶质瘤,术中通过皮质和皮质下电刺激确定功能区。
研究结果
研究结果显示,VPFIA纤维束呈前后排列:锥体束腹侧起始于中央前回前部,弓状束长束起始于中部,弓状束前束起始于后部(图1~6)。
图1. 左侧VPFIA白质纤维束解剖,弓状束上束已向上牵拉显示深部弓状束长束。VPFIA纤维束呈前后排列。弓状束前束起始于中央前回腹侧后部。弓状束长束在前束深部走向顶叶,即走行至中央前回的前部。A-Arc:弓状束前束;L-Arc:弓状束长束;SF:侧裂。
图2. A.左侧大脑半球VPFIA白质纤维束解剖。中央前回腹侧已切开,显示各纤维束起点:弓状束前束起始于VPFIA后部;弓状束长束起始于VPFIA中部;锥体束与VPFIA前部相连。B.另一例左侧大脑半球标本,与A图相似。CS:中央沟;A-Arc:弓状束前束;L-Arc:弓状束长束;P:锥体束。
图3. A.左侧大脑半球的侧裂、中央前回和中央后回。B.左侧VIFIA白质纤维束。A、B图中可见三种纤维起始处在中央前回皮质下方的白质区,从前向后排列:最前为锥体束(红),中间为弓状束长束(蓝),最后为弓状束前束(桔)。C.VPFIA白质纤维束示意图。CS:中央沟;A-Arc:弓状束前束;L-Arc:弓状束长束;P:锥体束;PreCG:中央前回;PostCG:中央后回;SF:侧裂;UF:临近脑回间U纤维。
图4. A、B.弥散张量成像三维重建VPFIA白质纤维束。C、D.弓状束前束、弓状束长束、锥体束弥散张量成像三维重建与MRI-T1相图像融合:VPFIA后部为弓状束前束,中间为弓状束长束,最前为锥体束。CS:中央沟;A-Arc:弓状束前束;L-Arc:弓状束长束;P:锥体束;PreCG:中央前回;SF:侧裂。
图5. VPFIA白质纤维束弥散张量成像三维重建。锥体束位于弓状束之前。P:锥体束;Arc:弓状束。
图6. VPFIA白质纤维束示意图。D1:前侧裂点至弓状束前束背侧界限距离最小值;D2:前侧裂点至弓状束长束背侧界距离最小值;D3:前侧裂点至手结距离最小值;D4:弓状束长束下界至弓状束长束背侧界距离最小值。CS:中央沟;A-Arc:弓状束前束;L-Arc:弓状束长束;P:锥体束。
VPFIA对应区域在术中电刺激后出现言语功能障碍(图7~9)。
图7. A-F.6例清醒开颅患者VPFIA。VPFIA由虚线勾画。刺激VPFIA均导致言语功能障碍。
图8. 1例43岁男性患者,右利手,左侧额叶胶质母细胞瘤;患者掌握西班牙语、英语、法语三种语言,术前无神经功能障碍。A.术前MRI-FLAIR相与VPFIA和额枕束白质纤维DTI成像三维重建融合图像。肿瘤位于VPFIA前,与弓状束前束及长束相邻区。B.术后MRI-FLAIR相与纤维束融合图像。残余肿瘤约4.2mL。C.术中皮质电刺激发现肿瘤后部皮质区在电刺激后出现语言功能障碍,该区与导航所示VFPIA相对应。由不同国旗表示相应语言区。经皮质电刺激后,西班牙国旗1、2、4、5区出现言语不能,西班牙国旗3区构音困难,西班牙国旗6区命名障碍;英国国旗1、2及法国国旗1、2区出现音韵性语言错乱,红色标记2、3区发生下唇运动障碍。D.肿瘤切除电刺激后区。西班牙国旗8区语义性语言错乱。病理学诊断为胶质母细胞瘤。
图9. 1例41岁女性患者,左侧额叶星形细胞胶质瘤(WHOⅡ级);入院1个月前出现一次癫痫局部发作伴失语。术前检查未发现神经功能障碍。A.术前MRI-FLAIR相与纤维束融合图像。肿瘤位于额中回和额下回后部,VPFIA前上部,与弓状束前束及长束相邻。B.术后融合图像,肿瘤完全切除。C.术中肿瘤后方皮质区电刺激后出现言语功能障碍,与导航所示VPFIA相对应。西班牙国旗1区域言语不能。红色标记1区拇指运动障碍。D.肿瘤切除后确定功能区。最终病理为弥漫性低级别星形胶质瘤。
结论
作者指出,中央前回腹侧纤维交汇区(VPFIA)位于语言背侧通路与控制发音相关肌肉,如舌、唇和咽喉等运动皮质之间,是侧裂周围网络(perisylvian network)中重要的语言中枢。该区纤维束结构的研究,对于了解语言产生原理及该区手术策略的制定具有较大的价值,一定程度上可以解释Broca区皮质切除不影响语言功能的现象。