T他切除位于所谓“雄辩区”的脑肿瘤，有可能导致功能缺陷，降低患者的生活质量。对于位于语言能力大脑区域的肿瘤，手术相关失语的风险是显著限制切除总体范围的主要因素之一，因此在患者咨询时必须考虑。为了在切除和保留神经功能之间取得合理的平衡，术前和术中神经成像和制图方法的应用是必不可少的。开云体育世界杯赔率7，9，10，46关于人类语言的映射，导航经颅磁刺激(nTMS)已经被证明是一种有用和可靠的工具，与直接皮层刺激(DCS)有很好的相关性，DCS是功能映射的黄金标准。21，36，37，56此外，使用nTMS映射数据进行扩散张量成像-纤维跟踪(DTI-FT)主要允许检测皮层下语言相关通路。50在这种情况下，基于ntms的DTI-FT代表了功能和结构神经成像的结合，能够提供皮层和皮层下功能解剖的个性化信息。
这些数据可以通过在神经导航系统中的实现在手术中使用;它们还可以通过观察肿瘤附近的个体功能解剖来评估患者。然而，这些数据也可以在手术决策中评估患者手术相关失语症的风险。在此背景下，各种研究已经调查了由于颅内病变导致的人类大脑内的语言重组，语言可塑性被报道为语言功能向未受影响的半球的部分转移。3.，6，20.，42，60这种半球间的代偿性转移必须以某种方式进行调节，很明显，胼胝体(CC)作为连接同源和非同源大脑区域的最大白质结构，代表着半球间连接(IC)，13，14，58可能在这方面起着关键作用。事实上，有一些使用功能性磁共振成像(fMRI)的初步研究报告了在运动和语言补偿机制的背景下增强的IC，31，39这强调了一般情况下由于颅内病变导致的可塑性脑重塑中IC的可能参与和调节。
此外，从最近的nTMS试验中获得的证据表明，在肿瘤诱导的可塑性过程中，语言功能可以部分转移到未受影响的半球，20.，42这表明，健康的大脑半球似乎能够部分地从受损的同源体中接管语言功能，很可能是为了弥补潜在的功能损失。因此，nTMS检测到的IC可能是在这种半球间移位过程中可能改变的重要因素。如果是这样，基于ntms的IC术前评估将允许对单个患者进行功能评估和手术风险分层。因此，本研究旨在评估基于ntms的DTI-FT检测的IC是否与手术相关失语症相关，这些患者在清醒手术中接受了左侧外围脑肿瘤切除术。
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道德的考虑
本研究得到了当地机构审查委员会的核可，并按照《赫尔辛基宣言》进行。所有患者均获得书面知情同意。
病人的选择
在2011年至2014年期间，总共有38名患者入组。如果患者年龄超过18岁，并且被诊断出肿瘤位于左半球的边缘区域(即经典的语言表达区域)，则有资格参加该研究。排除标准为一般nTMS排除标准(例如，存在人工耳蜗或心脏起搏器)。此外，不允许nTMS语言映射的严重失语症患者未被包括在内。
研究设计
所有患者均接受MRI，术前重复nTMS进行左右半球皮层语言映射，以及基于nTMS的DTI-FT。在清醒手术中进行肿瘤切除，包括术中神经导航、术中DCS和皮层下语言制图。21，35，36，47，55在术前、术后(术后第5天)和术后随访(术后3个月)采用先前公布的改进分级量表(0 =无失语，1 =轻度失语，2 =中度失语，3 =重度失语，a =非流利性失语，B =流利性失语)评估失语。21，52术后失语定义为术后第5天出现任何程度的语言障碍，与术前语言功能无关。手术相关失语症的定义是在比较术前和术后语言功能时语言表现的任何变化(表1)。所有失语症的分级都是由受过神经外科训练的医生完成的。
38例脑肿瘤患者的特征分析＊
| 情况下没有。 | 性 | 年龄、年 | 实体__ | 三次采油 | 失语症‡ | 特种加工 | Dti-ft (fa = 0.01) | Dti-ft (fa = 0.2) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Preop | Postop | 傅 | RMT h， % | RMT rh， % | Int， % RMT | 频率,赫兹/脉冲 | 集成电路 | 不。纤维 | 集成电路 | 不。纤维 | |||||
| 1 | 米 | 65 | “绿带运动” | GTR | 2 | 1 | 1 | 33 | 33 | 110 | 5/5 | ||||
| 2 | 米 | 27 | “绿带运动” | GTR | 0 | 0 | 0 | 35 | 22 | One hundred. | 7/5 | ||||
| 3. | 米 | 24 | 星形细胞瘤二世 | GTR | 1 | 1 | 1 | 33 | 35 | One hundred. | 5/5 | ||||
| 4 | 米 | 49 | “绿带运动” | GTR | 2 ab | 1 ab | 0 | 32 | 32 | One hundred. | 7/5 | ||||
| 5 | 米 | 39 | 星形细胞瘤三世 | STR | 0 | 0 | 0 | 33 | 33 | One hundred. | 7/7 | ||||
| 6 | 米 | 31 | 星形细胞瘤我 | GTR | 0 | 0 | 0 | 29 | 29 | 110 | 7/7 | ||||
| 7 | 米 | 38 | 星形细胞瘤三世 | STR | 0 | 1 | 0 | 23 | 23 | 110 | 7/5 | X | 90 | ||
| 8 | 米 | 47 | “绿带运动” | STR | 1 | 0 | 0 | 25 | 25 | 120 | 5/5 | ||||
| 9 | F | 26 | 星形细胞瘤二世 | STR | 0 | 0 | 0 | 27 | 27 | 120 | 7/5 | ||||
| 10 | 米 | 49 | “绿带运动” | STR | 1 b | 2 b | 1 b | 29 | 29 | One hundred. | 7/5 | ||||
| 11 | 米 | 49 | 星形细胞瘤二世 | STR | 0 | 1 b | 0 | 46 | 46 | One hundred. | 7/5 | X | 1 | ||
| 12 | F | 27 | 动静脉 | GTR | 0 | 1 | 0 | 36 | 32 | One hundred. | 5/5 | ||||
| 13 | 米 | 43 | 星形细胞瘤二世 | STR | 0 | 2 | 0 | 21 | 21 | One hundred. | 5/5 | ||||
| 14 | 米 | 47 | “绿带运动” | GTR | 0 | 0 | 0 | 30. | 30. | 110 | 5/5 | ||||
| 15 | F | 32 | 动静脉 | GTR | 3 | 0 | 0 | 33 | 33 | One hundred. | 7/7 | X | 3. | ||
| 16 | 米 | 53 | “绿带运动” | GTR | 1 | 2 | 1 | 41 | 41 | One hundred. | 5/5 | X | 12 | ||
| 17 | 米 | 33 | “绿带运动” | GTR | 0 | 3 | 0 | 37 | 37 | One hundred. | 5/5 | ||||
| 18 | F | 63 | 星形细胞瘤二世 | STR | 1 b | 2 b | 1 b | 36 | 36 | 120 | 7/7 | X | 237 | X | 165 |
| 19 | 米 | 34 | 动静脉 | GTR | 0 | 0 | 0 | 43 | 43 | 120 | 5/5 | ||||
| 20. | 米 | 40 | “绿带运动” | STR | 2 b | 0 | 0 | 39 | 39 | 120 | 5/5 | ||||
| 21 | 米 | 51 | “绿带运动” | STR | 2 b | 2 b | 2 b | 25 | 25 | One hundred. | 7/7 | X | 1 | ||
| 22 | 米 | 43 | “绿带运动” | GTR | 1 | 1 | 1 | 58 | 58 | 80 | 5/5 | X | 1 | ||
| 23 | F | 43 | 星形细胞瘤二世 | GTR | 0 | 0 | 0 | 34 | 34 | One hundred. | 7/5 | ||||
| 24 | 米 | 37 | 星形细胞瘤二世 | STR | 0 | 1 | 0 | 37 | 37 | One hundred. | 5/5 | ||||
| 25 | F | 26 | 星形细胞瘤我 | GTR | 0 | 1 ab | 0 | 21 | 21 | 120 | 7/7 | X | 50 | X | 31 |
| 26 | 米 | 28 | 星形细胞瘤二世 | STR | 0 | 2 ab | 1 ab | 42 | 42 | One hundred. | 5/5 | X | 3. | X | 2 |
| 27 | 米 | 25 | 星形细胞瘤三世 | GTR | 1 ab | 2 ab | 1 ab | 43 | 43 | One hundred. | 5/5 | X | 2 | X | 2 |
| 28 | F | 20. | 动静脉 | GTR | 0 | 0 | 0 | 27 | 27 | One hundred. | 5/5 | ||||
| 29 | F | 38 | 星形细胞瘤三世 | STR | 0 | 1 b | 0 | 26 | 26 | One hundred. | 5/5 | X | 1217 | X | 184 |
| 30. | 米 | 43 | “绿带运动” | STR | 0 | 0 | 0 | 30. | 30. | One hundred. | 5/5 | ||||
| 31 | F | 26 | 星形细胞瘤二世 | GTR | 0 | 1 | 0 | 35 | 30. | One hundred. | 5/5 | ||||
| 32 | 米 | 74 | “绿带运动” | GTR | 0 | 1 | 0 | 28 | 22 | One hundred. | 5/5 | X | 42 | X | 14 |
| 33 | F | 34 | 星形细胞瘤三世 | GTR | 0 | 1 | 0 | 35 | 33 | One hundred. | 5/5 | X | 533 | X | 264 |
| 34 | F | 51 | “绿带运动” | GTR | 2 | 1 | 1 | 27 | 27 | 110 | 7/7 | ||||
| 35 | F | 50 | 转移 | STR | 2 | 2 | 2 | 35 | 31 | One hundred. | 7/7 | ||||
| 36 | 米 | 70 | “绿带运动” | STR | 2 ab | 1 ab | 1 ab | 33 | 33 | One hundred. | 7/7 | X | 701 | X | 55 |
| 37 | 米 | 31 | 动静脉 | GTR | 0 | 1 b | 0 | 29 | 33 | One hundred. | 5/5 | X | 1015 | X | 332 |
| 38 | 米 | 35 | 动静脉 | GTR | 0 | 0 | 0 | 35 | 35 | One hundred. | 5/5 | X | 260 | X | 61 |
动静脉畸形;EOR =切除程度;Freq =映射频率;FU =术后随访3个月评分;多形性胶质母细胞瘤;GTR =总-全切除;Int =映射强度占RMT的百分比;LH =左半球;Postop =术后第5天分级;Preop =术前分级; RH = right hemisphere; STR = subtotal resection.
患者相关特征的概述，包括性别、年龄、肿瘤实体、切除程度和失语分级。术后失语定义为术后第5天出现任何程度的语言障碍，与术前语言功能无关。手术相关失语症被定义为在比较术前和术后语言功能时语言表现的任何变化。此外，nTMS映射参数(左、右半球RMT;测绘强度占RMT的百分比;映射频率)和DTI-FT结果(基于ntms的IC的可检测性;图中显示了FA值为0.01和0.2的纤维束造影中nTMS-based IC纤维的数量。
罗马数字= WHO等级。
0 =不，1 =轻度，2 =中度，3 =严重，A =不流利，B =流利失语。
成像参数
通过使用8通道相控阵头部线圈，使用3-T MR扫描仪(Achieva 3T, Philips Medical Systems)进行扫描。成像包括t2加权FLAIR (TR/TE 12000 /140 msec)，体素大小0.9 × 0.9 × 4 mm3.，采集时间3分钟)和三维t1加权梯度回波序列(TR/TE 9/4 msec, 1 mm)3.异体素覆盖整个头部，采集时间为6分58秒)，静脉注射或不注射gadopentetate二聚氰胺(magnnograf, Marotrast GmbH)增强对比度。DTI序列以6 (TR/TE 7571/55 msec，空间分辨率为2 × 2 × 2 mm3.， b值为0和800，采集时间为2 min 15 sec)或15 (TR/TE 10,737/55 msec)，空间分辨率为2 × 2 × 2 mm3.， b值为0和800，采集时间6 min 26 sec)正交扩散方向。
在每个受试者中，使用磁共振扫描仪软件对采集的DTI数据的运动伪影进行调整。对比增强的3D梯度回波序列和DTI序列被传输到Nexstim eXimia NBS系统(版本3.2.2或版本4.3,Nexstim Oy)和Brainlab iPlan Net服务器(版本3.0.1,Brainlab AG)。
导航经颅磁刺激
使用eXimia NBS系统(版本3.2.2或4.3)结合NEXSPEECH模块(Nexstim Oy)对两个大脑半球进行语言映射。首先，患者的对比增强3D梯度回波序列被上传到系统软件中，因为这是个性化神经导航所需要的。每个患者的头部位置随后被用弹性带固定在头部的反射器和红外跟踪摄像机(北极星光谱)跟踪。此外，线圈位置之后是固定在磁线圈背面的反射器。这种设置允许在nTMS期间控制线圈运动和线圈检测。24，44在这种背景下，目前nTMS语言映射试验的方法已经被反复描述。15，22，23，30.，41，42，54，56
简单地说，静息运动阈值(RMT)首先被确定为能够在语言映射过程中单独调节刺激强度。肌肉电极(Neuroline 720, Ambu)置于拇短外展肌上。我们确定了中央前回中最可兴奋的点来评估RMT的准确值，RMT通常定义为在50%的刺激试验中引起的运动诱发电位振幅大于50 μV的最低刺激强度。43我们分别确定了每个半球的RMT，因为两个半球都被检查了。
在语言映射过程中，患者被要求尽可能快速准确地命名日常物品。22，30.，42，54这些物品被陈列在屏幕上，分类与斯诺德格拉斯和范德瓦特的物品相似。49最初，受试者必须在没有刺激的情况下完成两次物体命名任务，而那些命名错误或没有引起明确反应的物体被丢弃。22，30.，42，54其余的物体构成基线，并用于绘图过程，在刺激过程中以随机顺序呈现。如果患者由于失语或不依从性而不能充分执行基线测试，根据检查者和至少一名具有丰富nTMS经验的医生的评估，他或她将被排除在本研究之外。
每次作图都是根据一个在最近的nTMS调查中被证明是可靠的协议进行的。21，22，30.，36，51，54，56nTMS脉冲对被测对象施加时间锁定(显示时间700 msec，图像间隔2500 msec)，图像触发间隔(PTI)前10例为300 msec，其余28例为0 msec。两种pti都有证据，17，41，45，62但是我们决定切换到0毫秒，因为最近对0毫秒的nTMS语言映射与唤醒映射的优势进行了评估。23连续检查两个半球，每个刺激目标被刺激3次，然后在图像间隔期间将线圈移动到下一个刺激点。一台摄像机记录了基线测试和语言映射，以便稍后进行脱机分析。22，30.，42，54
如前所述，通过将刺激视频与相应的基线记录进行比较，系统地搜索命名错误。15，22，30.，36，54这项工作至少由一名经验丰富、训练有素的调查人员完成，在不清楚的情况下，还会有一名语言学家提供支持。所有检测到的命名错误被归类为无反应错误(完全没有命名反应)、表现错误(发音或语言产生错误)、新词(产生不存在的单词)、语音错配(无意中对目标单词进行音位修饰)或语义错配(用语义相关的单词代替目标单词)。这些错误类别是在nTMS分析中最常用的，并在最近的出版物中得到了精确的描述。22，30.，42，54在每个刺激点上，其中一个类别的命名错误被定义为语言积极点。
在分析了nTMS制图数据后，我们通过DICOM标准将所有左侧和右侧语言阳性点传输到外部Brainlab iPlan Net服务器。因此，我们将术前nTMS图谱得出的所有语言阳性点导入神经导航系统，并将这些功能地标用于所有患者的切除计划和术中切除指导。然后在清醒手术入路中进行肿瘤切除，包括术中神经导航、术中DCS和术中皮层下刺激，根据目前的实践。21，35，36，47，55
扩散张量成像-光纤跟踪
如上所述，所有语言阳性点(引起所描述类别命名错误的刺激点)被转移到外部Brainlab iPlan Net服务器，以允许神经导航规划和DTI-FT。只有错误点被上传到服务器，而语言负性点(在nTMS期间没有引起命名错误的刺激点)不被考虑在内。该软件基于确定性跟踪方法执行DTI-FT，该方法基于连续跟踪(FACT)原理的纤维分配重建皮层下白质纤维。32该软件已多次用于基于ntms的DTI-FT，代表了神经外科中最常见和分布良好的临床束状图工具之一。开云体育app官方网站下载入口12，19，50首先，将左半球和右半球语言阳性的nTMS点作为2个独立的数据文件上传，并将两者与相同的术前获得的FLAIR、梯度回波和DTI序列融合。全程采用涡流校正。合并后的数据堆栈用于术中神经导航，并为后续的DTI-FT奠定基础。每个输入的nTMS点显示为一个由3个孤立点组成的柱，这些点属于距离数据集中皮层表面0,5和10mm的同一语言阳性nTMS点。
接下来，必须为软件确定符合后续DTI-FT的对象。因此，包含所有左半球语言阳性点的文件被显示出来，并且这些单个点的整个组被定义为第一个对象(O1)。以类似的方式对右半球语言积极点进行同样的处理:打开相应的文件，并将整个右半球点组定义为第二个对象(O2)。因此，创建了2个单个对象(O1和O2)。然后，通过简单地将每个对象定义为单个ROI，从这些对象生成2个单独的感兴趣区域(ROI)。因此，先前从左半球数据文件生成的O1成为左半球ROI，而O2成为右半球ROI (图1)。在ROI定义阶段，在每个语言阳性点上增加5 mm的边缘。结果，2个ROI被可视化:第一个ROI仅由左半球语言阳性点组成，而第二个ROI仅包括来自nTMS数据的右半球点。直接将O1和O2定义为ROI取代了传统的绘制ROI定义方法。
基于nTMS映射结果的DTI-FT示例。的左图中显示了不成功的DTI-FT检测IC(无IC可检测= IC−)，而正确的面板显示了一个DTI-FT导致IC可视化的案例(IC检测= IC+)。在右图中，通过左右半球roi之间的定向编码皮质下白质纤维显示检测到的IC。左半球语言阳性的nTMS点构成左半球ROI(见紫色的)，而右半球的ROI则由所有右半球语言阳性的nTMS点组成(见蓝色的)。语言阳性的nTMS点是在结合对象命名任务进行nTMS映射时容易出现某种命名错误的特定皮质点。图片仅在线提供彩色。
随后，对连接这2个roi的白质纤维进行跟踪，纤维长度最小为40 mm。对于分数各向异性(FA)，分别用2个值(0.01和0.2)进行跟踪，直到达到预定义的停止标准(FA值，纤维成角> 30°)。在这种情况下，0.01代表了DTI-FT技术上可能的最低FA值，而在最近的试验中，0.2代表了基于ntms的运动通路牵道成像的可靠结果。12，19对于这些调整，DTI-FT算法计算了2个roi之间的所有光纤。如果没有跟踪到光纤，则定义为IC−(无IC检测;图1左)，而连接2个roi的至少1根光纤的可视化被定义为IC+ (IC可检测;图1右)。在IC+的情况下，软件的输出包括白质纤维的方向编码彩色图，这些纤维都来自左半球或右半球的感兴趣区域，并进入对侧感兴趣区域。根据定义，为了后期与临床数据的相关性，当至少有1条纤维连接左半球ROI和右半球ROI (IC+)时，就存在基于ntms的IC，而当这两个ROI之间没有纤维存在时，就没有记录到基于ntms的IC (IC−)。此外，该软件还显示了所跟踪纤维的总数。如果没有ntms IC (IC−)，对应的光纤编号为0。
为了进一步评估DTI扫描的质量(特别是在没有发现基于nTMS的IC的情况下)，DTI- ft单独进行，在CC处手动绘制ROI，没有语言阳性的nTMS点来跟踪胼胝体纤维。
除了术中神经导航显示的语言阳性nTMS点外，术中也可获得患半球的DTI-FT结果。然而，基于ntms的IC评估结果未在肿瘤切除前或期间提供。
统计分析
所有统计数据分析均使用GraphPad Prism (GraphPad Prism 6.04)软件。关于患者和定位相关的特征以及纤维数量，报告了平均值-标准差、中位数、最小值和最大值。左右半球测图参数的差异采用独立样本t检验(p < 0.05)。
对于失语症，根据术前、术后第5天、术后3个月随访期间诊断为失语症或未诊断为失语症的患者总数，与基于ntms的DTI-FT检测IC的可检出性相关，生成列联表。为了评估基于ntms的IC是否可以作为脑肿瘤患者失语症的预测参数，计算OR和相应的95% CI。经卡方检验，这些特征的差异是否显著(p < 0.05)。
此外，我们根据所获得的DTI-FT结果计算受者工作特征(敏感性、特异性、阳性预测值[PPV]和阴性预测值[NPV])。26在这种情况下，失语代表了基本事实，定义如下条件:1)检测到真阳性(TP) -IC，发现失语;2)真阴性(TN)未检出IC，未发现失语;3)检测到FP -IC假阳性，未发现失语;4)假阴性(FN)未检出IC，发现失语。
基于这4个条件，我们考察了PTI对获得的跟踪结果的潜在影响，因为本研究在语言映射过程中使用了2种不同的PTI (300 msec和0 msec)。这是通过额外的偶然性分析来完成的，系统地比较了300毫秒和0毫秒的患者之间的这些情况。同样采用卡方检验评价差异有统计学意义(p < 0.05)。
结果
病人的特点
该队列的中位年龄为39岁(20-74岁)，包括12名女性(31.6%)和26名男性(68.4%)。根据爱丁堡利手性量表(EHI)， 35例(92.1%)为右撇子(EHI为80.1±21.5)，其余3例(7.9%)为左撇子或双撇子(EHI为- 63.0±47.8)。所有入组患者均被认为适合进行nTMS语言制图。
17例患者(44.7%)出现手术相关的语言表现恶化。在这17例患者中，16例(42.1%)被诊断为短暂性失语，这意味着在3个月的随访期间，语言功能至少恢复到术前状态。此外，1例患者(2.6%)被诊断为新的永久性失语症，在3个月的随访期间未恢复到初始术前状态。表1给出学科相关特征的概述，包括肿瘤实体和每个患者的失语等级。
导航TMS映射
在所有入组的患者中，nTMS都成功地实现了左半球和右半球皮层语言映射。每位患者在每个半球上至少有1个语言阳性点，相对于语言阳性nTMS点的定义开云体育世界杯赔率所有手术相关语言功能恶化患者均在肿瘤附近发现语言阳性灶。此外，左半球nTMS导致所有左撇子或双右手患者出现语言阳性点，术中左半球DCS也引起了这些病例明显的命名错误。在nTMS制图期间，未观察到不良事件。
此外，左半球RMT平均为33.2%±7.4%(21%-58%)，类似的右半球RMT平均为32.4%±7.7% (21%-58%;P = 0.6712)。根据作图方案，与个体RMT相关的作图强度范围为80% ~ 120% RMT，平均值为104.0%±9.0%。表1分别总结了所有个体的nTMS映射参数。
扩散张量成像-光纤跟踪
使用FA值为0.01,38例患者中有16例(IC+ 42.1%)检测到基于ntms的IC，而其余22例(IC−57.9%)未发现连接。在以CC为ROI的DTI-FT中，所有患者均检测到大量纤维。在连通性被确定的患者组中，可见的半球间纤维的平均数量为260.5±394.7(范围1-1217纤维;表1)。
此外，FA值为0.2的跟踪结果显示，38例患者中有10例(IC+ 26.3%)检测到基于ntms的IC，而28例患者(IC−73.7%)未发现连接。相应的平均可见半球间纤维数为111.0±118.2(范围2-332;表1)。
表2比较患有失语的患者数量与未发现失语的患者数量与使用的两种FA值的nTMS-based IC的存在有关。术后失语症与手术相关失语症的比较，FA = 0.01，差异有统计学意义(术后失语症:p = 0.0161, OR 0.1429, 95% CI 0.0261 ~ 0.7831;手术相关失语症:p = 0.0111, OR 0.1705, 95% CI 0.0415-0.7008)。
大脑半球间连通性和失语症＊
| 失语症 | Fa = 0.01 | Fa = 0.2 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 集成电路+ | IC− | p值 | 集成电路+ | IC− | p值 | |
| Preop | 0.6456 | 0.4752 | ||||
| 没有 | 9 | 14 | 7 | 16 | ||
| 是的 | 7 | 8 | 3. | 12 | ||
| Postop | 0.0161 | 0.0404 | ||||
| 没有 | 2 | 11 | 1 | 13 | ||
| 是的 | 14 | 11 | 9 | 15 | ||
| 后续 | 0.1687 | 0.5045 | ||||
| 没有 | 9 | 17 | 6 | 20. | ||
| 是的 | 7 | 5 | 4 | 8 | ||
| 14日 | 0.0111 | 0.0090 | ||||
| 没有 | 5 | 16 | 2 | 19 | ||
| 是的 | 11 | 6 | 8 | 9 | ||
失语症患者与未失语症患者与IC存在相关的比较(IC检出= IC+;对于本研究中使用的两个FA值，没有IC可检测= IC−)。分析区分术前、术后、随访和手术相关失语症。术后两组间差异有统计学意义(FA = 0.01, p = 0.0161;FA = 0.2, p = 0.0404)和手术相关失语(FA = 0.01, p = 0.0111;FA = 0.2, p = 0.0090)。
本研究采用的第二次FA调整的相应结果(FA = 0.2)，术后失语症与手术相关失语症的差异也有统计学意义(p = 0.0404, OR 0.1282, 95% CI 0.0143-1.1520;手术相关失语症:p = 0.0090, OR 0.1184, 95% CI 0.0208 ~ 0.6754;表2)。
通过术前基于ntms的IC预测术后和手术相关失语的2个FA值的敏感性、特异性、PPV和NPV显示在表3和图2。该图显示，所有数据点都明显位于y = x线(随机性能)之上，并且位于图的左侧或左上角，反映了相对较高的TP率和较低的FP率。
敏感性、特异性、PPV和NPV＊
| 特征 | Fa = 0.01 | Fa = 0.2 | ||
|---|---|---|---|---|
| % w/术后失语症 | % w/手术相关失语 | % w/术后失语症 | % w/手术相关失语 | |
| PPV | 88 | 69 | 90 | 80 |
| 净现值 | 50 | 73 | 46 | 68 |
| 灵敏度 | 56 | 65 | 38 | 47 |
| 特异性 | 85 | 76 | 93 | 90 |
下表显示了2个FA组基于nTMS数据的术前IC预测术后和手术相关失语的敏感性、特异性、PPV和NPV。对于手术相关的失语症，16例患者(42.1%)患有短暂性失语症，而1例患者(2.6%)被诊断为新的永久性手术相关失语症。
IC的DTI-FT的TP与FP分数。在该图中，敏感性的结果与1 -特异性的DTI-FT进行绘制，与术后失语和手术相关失语相关的FA分别为0.01和0.2。对于敏感性、特异性、PPV和NPV，定义了以下标准:1)检测到TP-IC并发现失语;2)未检出tn - IC，未发现失语;3)检测FP-IC，未发现失语;4)检测FN-no IC，发现失语。所有4个数据点都在y = x(随机性能)之上，并且位于图的左上角或左上角，这表明TP率相对较高，FP率较低。
关于PTI对牵道造影结果的潜在影响，我们比较了本研究中使用300 msec和0 msec两种FA值的患者之间的TP、TN、FP和FN值。在这4种情况下，FA = 0.01时300 msec与0 msec对术后失语的差异无统计学意义(p = 0.1107)，但对手术相关失语的差异有统计学意义(p = 0.0387)。当FA = 0.2时，术后失语与手术相关失语的比较无统计学意义(p = 0.1557、p = 0.1072)。
讨论
与失语症相关的基于tms的导航DTI-FT
本研究探讨基于ntms的DTI-FT检测IC是否可用于预测脑肿瘤患者手术相关失语。在我们患者队列术后第5天的语言功能方面，两种DTI-FT调整(表2)。此外，与术后失语症患者组相比，术后无失语症患者中出现基于ntms的IC的程度不同，但发生率较低。基于ntms的失语症与手术相关的语言障碍也有类似的相关性。然而，所有被诊断为术后语言功能恶化的患者均为一过性失语，只有1例患者为永久性失语(表1)。这一发现似乎限制了我们研究结果对短暂性失语症的影响。
由于没有在每个入组患者中检测到基于ntms的IC，我们必须意识到这样一个事实，即半球之间的结构连接当然存在于所有患者中，无论他们的语言缺陷等级如何，DTI- ft与CC作为本试验中DTI扫描质量评估的ROI证明了这一点。在这种情况下，本研究并未声称在未检测到基于ntms的IC的患者中不存在解剖性IC。相反，它表明，使用单独评估的语言映射数据，仅基于DTI-FT的可检测IC可能无法得出关于个体失语症风险的结论。
许多使用不同神经成像方式的研究已经报道了由于颅内病理导致的人脑语言重组。3.，6，20.，42，60在这种背景下，语言可塑性被报道为语言功能向未受影响的大脑半球的部分转移。这主要表明语言功能的半球间重组弥补了受损的大脑语言功能。3.，6，20.，42，60至少从早期的裂脑检查开始，我们就知道CC作为结构IC的主要解剖相关部位起着重要的作用，特别是在语言功能的完整性方面。13，14
作为一种解释，基于ntms的IC的可检测性可能反映了在手术前语言功能已经处于危险状态时，通过半球间功能转移恢复语言功能的早期代偿机制的表现，因为在本研究中，DTI-FT的数据仅基于个体功能数据。基本上，这一假设与前面提到的关于半球间语言重组的文献是一致的。3.，6，20.，42，60此外，有基于fmri的初步研究报告了在运动和语言补偿机制的背景下IC的增强。31，39
关于运动系统，最近的研究表明，中风后的运动恢复与运动皮层之间静息状态IC的增强有关，表明代偿性或反应性神经可塑性。31就目前的研究而言，在一组癫痫患者中，术前语言网络的任务依赖性IC增加的发现可能更重要。39在这种情况下，术后语言测试的下降与术前IC的强度呈正相关，这意味着术后语言功能恶化最严重的患者是先前表现出最强功能性IC的患者。39因此，术前较强的IC似乎是一个不利的预后生物标志物，人们可以推测，在本研究中，脑肿瘤患者中发现了基于ntms的IC形式的相关性。
然而，CC如何调节大脑半球之间的信息传递仍然是一个有争议的话题。58在这种情况下，存在抑制和兴奋理论，两者似乎都可能是充分描述胼胝体功能的候选者。58就我们的方法而言，可能是抑制纤维主要由基于ntms的DTI-FT检测到，这可能解释了由于半球间抑制导致的术后语言恶化。这是推测性的，不能用我们目前的结果来证明，但它反映了从神经解剖学角度的假设解释。
术后失语症包括肿瘤引起的(术前)和手术相关的语言缺陷，而手术相关的失语症仅描述肿瘤切除本身引起的新的或加重的语言障碍。因此，对于这些类别，基于ntms的DTI-FT检测的IC可被视为脑肿瘤患者发生至少一过性失语的危险因素，特异性相对较高，具体取决于FA值(表3，图2)。然而，我们不知道其他文献明确研究IC作为脑肿瘤患者潜在的失语危险因素。因此，这一解释必须通过未来包括更多患者的研究来证实。
我们必须注意到，语言功能的重组似乎并不能在每一种情况下弥补所有的功能障碍。20.，42这一发现可能反映在一些未发现基于ntms的IC的患者中出现失语(表2)。在这种情况下，我们应该意识到，研究表明，语言转移到未受影响的半球也可能导致患者亚群的语言能力下降。48这表明基于ntms的IC与失语症之间的理想相关性或相应的or本身可能无法实现。
本研究的意义
一般来说，roi的创建可以根据解剖或功能数据来执行。然而，基于解剖结构的ROI播种取决于审查员的解剖知识，因此可能因操作员而异。4，59更重要的是，由于皮质下纤维通路的空间紊乱，对于患有颅内病变的患者来说，正确识别解剖标志是一项挑战。29，34，40由于这些原因，基于功能数据的roi的放置可以得到青睐，而nTMS映射是一种新的模式，可以生成技术上适合后续DTI-FT的数据。在这种背景下，一些研究已经成功地使用皮层nTMS图谱作为DTI-FT的来源。5，11，12，19，50，61
如最初所述，所有术前nTMS图谱得出的语言阳性点都被植入神经导航系统，并在手术期间可访问。虽然本研究没有关注术前nTMS图与术中DCS结果的相关性，但应该提到的是，已经证明了nTMS和DCS语言图的良好相关性。16，21，36，53，56有趣的是，与功能磁共振成像或脑磁图与DCS的相应结果相比，nTMS和DCS语言图谱之间的总体一致性更高。16，53，56然而，与DCS相比，采用当前刺激方案进行的nTMS更敏感，特异性更低。16，36
此外，有迹象表明，nTMS语言定位可能对临床参数有积极影响，因为它已被证明与较小的开颅手术和较低的术后缺损率有关。52本研究探讨了基于nTMS的DTI-FT是否可用于预测手术相关失语症，从而进一步证明nTMS可能会扩大其作为神经肿瘤患者有益工具的作用。
总体而言，大多数新发语言障碍患者被诊断为短暂性失语(表1)。因此，我们可能只能说基于ntms的DTI-FT检测到的IC与短暂性失语相关。这是因为只有1名患者出现了新的永久性失语症，而所有其他患者都没有出现新的或只有短暂的语言障碍。这一观察结果并不意味着我们的方法一般不适用于永久性失语症，而是表明需要更大的患者队列或多中心研究来招募足够的永久性失语症患者来证实我们的结果。在本研究中，有永久性缺陷的单个患者显示IC，这可能是进行未来研究的激励因素。
此外，尽管本研究中使用的失语分级被认为对大多数神经外科患者足够准确，21，52从语言学的角度来看，它似乎还是比较粗糙的。语言功能是复杂的，大多数神经外科术后分类在测试期间可能不会涵盖语言的所有方面。换句话说，即使存在一定程度的轻微或亚临床缺陷，一些患者也可能被诊断为没有损伤。这种损伤不太可能与整体神经外科评估相关，但我们假设使用更敏感的评估可以提高我们方法的特异性。在个体肿瘤功能平衡的背景下，对神经外科医生成功与否的评估，患者的功能结果是非常重要的。10因此，像我们的方法这样的预测工具，结合更细粒度的临床评估，似乎越来越重要。
虽然IC可能主要被认为是一过性失语的危险因素，但从神经外科医生和患者的角度来看，它在日常临床实践中仍然是有益的。从这两个角度来看，术前风险分层是有价值的，因为它旨在从本质上支持决策。对于神经外科医生来说，检测基于ntms的IC可能会使患者意识到语言功能处于危险之中，即使仅仅是解剖成像可能没有提示。结果可以更仔细和彻底的术中刺激，以保持功能。此外，术前患者咨询可能会得到改善，因为任何关于功能结果的陈述都可以得到来自个体基于ntms的DTI-FT的临床数据的支持。此外，从患者的角度来看，术前对可能的术后状态的了解可能会影响手术的决定，处于更开明的状态。目前的方法主要提供了暂时性损伤的数据，但对这种暂时性损伤的预测可以增强术后患者对暂时性损伤的接受度。虽然目前的研究显示特异性高达93% (表3和图2)，我们的方法的进一步潜在好处应该在未来的研究中仔细测试。
虽然ROC和相应的ORs没有达到最佳值，但它们仍然允许通过个性化的功能数据对每位患者进行功能评估和咨询。在这种情况下，数据点在图2，它以图形方式描述了灵敏度对1 -特异性的结果，可以在y = x(反映随机性能的对角线)上方找到。一般来说，每个数据点都有一个TP - FP率对，高TP率和低FP率的结合标志着完美的分类。26因此，y = x上方的上三角形区域包含高tp -低FP值的点。我们所有的数据点都在这个区域(图2)，表明我们的测试方法质量相对较高。我们不知道以前有任何基于个体功能数据调查脑肿瘤患者手术相关失语风险的试验。因此，本研究为此类患者的手术前风险分层提供了令人鼓舞的第一种方法。如前所述，这些额外的信息可能有助于个体决策和神经功能的保存，这是神经外科手术的关键目标。开云体育app官方网站下载入口10
DTI-FT的局限性
虽然我们的结果是有希望的，并且应该对术后失语风险的个体评估有价值，但我们必须意识到DTI-FT技术的一些局限性。关于交叉或亲吻白质纤维束，已经证明，这种纤维路线的可靠重建对跟踪算法来说是具有挑战性的(甚至是不可能的)。这是因为DTI仍然无法在每个成像体素中分辨多个光纤方向。2，8，19，27特别是当FA值设置相对较低时，因此显示的纤维数量较多，这一限制会影响正确的纤维显示。跟踪结果可能不一定反映现实。然而，新的技术方法，如q球成像，可能会弥补光纤交叉的问题。33，57
此外，脑肿瘤附近或肿瘤相关水肿内纤维束的DTI-FT可能容易受到FN结果的影响，主要是由于其各向异性值较低。2，19在发现肿瘤浸润的区域，正常的脑白质结构紊乱。超过1个纤维群可能占据同一个体素，这使得可靠地重建白质通路变得复杂。2，18，38然而，我们的研究表明，当肿瘤浸润接近功能通路时，纤维束增加。因此，减少脑内病变附近纤维重建减少的缺点甚至可能增加我们所提出的方法的PPV和特异性。
此外，如前所述，大多数术后出现新语言缺陷的患者被诊断为短暂性失语(表1)。因此，我们可能只能说，通过基于ntms的DTI-FT检测到的IC与短暂性失语相关，尽管有1例永久性缺陷和IC被检测到。除了在本研究中可能作为手术相关失语的危险因素的基于ntms的IC外，其他参数也可能导致手术相关的语言缺陷。虽然本研究纳入了相当大的脑肿瘤患者队列，但它没有系统地考虑多变量分析范围内的其他因素(如肿瘤实体或肿瘤大小)。为了进行这种类型的统计评估，需要进一步的研究，招募更多的患者。
对于PTI对肛管造影结果的潜在影响，我们的结果显示，FA = 0.01时300 msec与0 msec时患者术后失语的比较，FA = 0.2时患者术后与手术相关失语的比较，无统计学意义。总的来说，这些分析表明，预测基于ntms的DTI-FT检测到的IC是否与失语相关的结果并不显著依赖于所使用的PTI。然而，FA = 0.01的手术相关失语比较有统计学意义。因为手术相关失语症在300 msec (表1)，我们认为这种差异主要是由于300毫秒和0毫秒的失语患者之间的失语分布不均匀。
虽然这些分析可能表明本研究的结果与2种PTI没有明显的关系，但我们认为有必要指出的是，只有1种nTMS PTI比较研究可用于术前制图。23不同的pti对主体内水平的明显影响还有待研究。如前所述，两种pti都有明确的证据，17，41，45，62但缺乏PTI对跟踪结果影响的数据。因此，可能需要进一步的研究来完善我们的方法。
基于ntms的DTI-FT的挑战
术中刺激技术是目前神经外科的金标准，用于检测具有语言能力的皮层和皮层下区域。开云体育app官方网站下载入口许多研究已经测试了DTI-FT识别语言通路的准确性和可靠性，并与术中绘图进行了比较，并且已经报道了两种方式之间良好的整体相关性。1，25，28，33然而，问题仍然是，单纯来源于nTMS语言阳性点的神经束造影是否准确地反映了现实。由于目前的研究主要集中在失语症的预测上，这种情况不应该限制我们工作的意义。然而，需要进一步的研究来证实术前通过术中皮层下刺激获得的基于ntms的DTI-FT结果。
除了术中验证外，还需要进一步研究基于ntms的DTI-FT的最佳跟踪参数。在这种情况下，我们的研究表明，可视化纤维的数量、特异性和灵敏度值明显取决于用于神经束造影的FA值，这可以通过引入与语言功能相关的基于ntms的皮层下纤维DTI-FT的最佳跟踪协议来弥补。
结论
总体而言，术前基于ntms的DTI-FT检测IC可视为脑肿瘤患者失语的危险因素，特异性高达93%。然而，由于大多数入组患者术后出现一过性失语，因此必须评估我们的方法是否会在永久性语言缺陷患者中产生类似的结果。尽管这种限制和DTI技术的局限性，这种新颖的方法可能允许在临床实践中肿瘤切除前的个别患者咨询。
致谢
我们感谢Technische Universität mnchen研究生院医学研究生中心的支持。这项研究完全由神经外科和神经放射科的机构资助。开云体育app官方网站下载入口
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披露的信息
Drs。克里格和林格尔是Brainlab AG公司的顾问。Krieg博士也是Nexstim Oy的顾问。
作者的贡献
概念和设计:Krieg。数据采集:Krieg, Sollmann, Negwer, Tussis, Hauck, Ille, Maurer, Giglhuber, Bauer。数据分析与解释:Krieg, Sollmann, newer, Tussis。起草文章:Krieg, Sollmann。批判性地修改文章:克里格，索尔曼。审稿提交版本:Krieg, Hauck, Ille, Maurer, Giglhuber, Bauer, Ringel, Meyer。代表所有作者批准了手稿的最终版本:Krieg。统计分析:Krieg, Sollmann, Negwer。行政/技术/物资支持:Krieg, Ringel, Meyer。学习监督:Krieg, Meyer。
