導航經(jīng)顱磁刺激技術在語言功能區(qū)定位中的應用

【摘要】： 研究目的:膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)最常見的腫瘤。膠質(zhì)瘤的治療手段包括手術、放療、化療、靶向藥物治療等。其中手術切除是大部分膠質(zhì)瘤治療的第一步也是最為重要的一步。目前膠質(zhì)瘤的手術原則為“最大程度的安全切除”?！白畲蟪潭取钡那谐瓌t在術中磁共振系統(tǒng)、神經(jīng)導航系統(tǒng)、顯微操作系統(tǒng)等技術的支持下能夠較好的實現(xiàn)。而“安全”的切除原則則受到目前功能區(qū)定位技術的局限,個體化定位功能區(qū)上還存在很多不足,需要進一步提高。導航經(jīng)顱磁刺激技術(navigated transcranial magnetic stimulation,nTMS)能夠產(chǎn)生時變磁場,并無創(chuàng)的穿透顱骨,進而在大腦皮層形成感應電流,完成對大腦特定區(qū)域的精準刺激,具有語言功能區(qū)定位的應用前景。本研究擬建立基于nTMS技術的漢語關鍵語言功能皮層定位方法,并利用該技術結合彌散張量纖維追蹤(diffusion tensor tractography,DTT)技術研究漢語關鍵語言功能區(qū)的分布特征及其同皮層下纖維之間的關系,為膠質(zhì)瘤的手術治療提供可靠的語言功能區(qū)定位方法,完善手術切除的“安全”原則。研究方法:本研究分為兩部分。第一部分:建立基于nTMS技術的漢語語言功能區(qū)定位方法。首先,對應用于定位語言功能區(qū)的重復經(jīng)顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS)技術的刺激模式進行探索。應用不同強度和頻率的rTMS對同一個受試者進行語言功能區(qū)定位,分析統(tǒng)計定位結果,明確最適合漢語語言人群應用的刺激模式。其次,探索應用于漢語語言功能區(qū)定位的最優(yōu)任務。應用不同的任務模式以及相同的刺激模式對同一受試者進行語言功能區(qū)定位,分析定位結果,明確nTMS在定位漢語語言功能中的最優(yōu)任務。最后,在理想刺激模式以及任務模式下,應用nTMS技術對漢語語言功能區(qū)的分布模式進行研究。第二部分:明確語言相關纖維的皮層投射模式以及與關鍵語言皮層的關系。首先,應用DTT技術在個體水平對語言相關纖維進行重建,并分析其在大腦皮層的投射情況。其次,結合nTMS的語言區(qū)定位結果,分析語言功能在額下回后部的神經(jīng)通路-拓撲學機制。最后,通過分析弓狀纖維(arcuate fasciculus,AF)同關鍵語言位點的關系,明確依靠纖維投射終末皮層定位關鍵語言皮層的可行性,即應用白質(zhì)纖維的解剖學標志定位語言功能區(qū)的可行性。研究結果:第一部分(1)隨著刺激強度以及頻率的提高,nTMS誘發(fā)的言語錯誤率也隨之提升。結合VAS評分、錯誤率以及錯誤位點的分布,我們認為110%RMT,5Hz-10 pulses的刺激模式為最優(yōu)刺激模式。由于個體之間具有一定的差異,部分受試者可在此基礎上對刺激模式進行微調(diào)。(2)不同任務態(tài)下的定位結果提示,圖片命名任務所誘發(fā)的錯誤率最高,并且在分布模式上比數(shù)數(shù)任務、中文閱讀任務、語義判斷任務要廣泛。所以我們認為對漢語語言人群,圖片命名任務是用于nTMS語言功能區(qū)定位的理想任務。(3)通過使用理想的刺激模式和任務,我們揭示了健康漢語人群的腦語言功能區(qū)的位置。提示漢語關鍵語言腦區(qū)在個體水平有較為離散的分布,而在整體水平上存在特定腦區(qū)的聚集,如額葉的腹側(cè)中央前回,顳葉的顳上回中后部,頂下小葉的緣上回。第二部分(1)皮層下纖維重建明確了不同的語言相關纖維的皮層投射規(guī)律。(2)額下回后部不同位置的關鍵語言位點,其功能由不同的語言相關纖維承載。腹側(cè)中央前回的關鍵語言位點主要由弓狀纖維前段和長段負責;額葉島蓋部的關鍵語言位點主要由額斜行纖維負責;額葉三角部的關鍵語言位點主要由額枕下束負責。(3)應用弓狀纖維投射末端皮層定位關鍵語言位點僅在腹側(cè)中央前回區(qū)域有一定的可行性,在其他腦區(qū)應用弓狀纖維末端定位關鍵語言區(qū)具有一定的風險。結論:(1)導航經(jīng)顱磁刺激能夠用于定位漢語語言區(qū),漢語語言功能區(qū)雖然在個體水平分布離散,然而從總體水平看具有一定的聚集趨勢。(2)語言功能是遵循神經(jīng)通路-拓撲學原理的,關鍵語言功能區(qū)在不同區(qū)域由不同的語言相關纖維承載。然而通過語言相關纖維反向定位關鍵語言皮層位置僅在部分腦區(qū)具有可行性。

【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016

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