基于功能连接与解剖连接的多模态磁共振成像技术对脑动静脉畸形与胶质瘤患者语言功能重塑机制的对比研究

The mechanism of language function reorganization remains unclear. As intracranial common diseases, cerebral arteriovenous malformations (AVMs) and gliomas are both intracerebral lesions, but their clinical manifestations are different: if the language cortex is involved, language deficit is a common presentation in glioma patients but aphasia seldom occurs in unruptured AVM patients. Previous studies have shown that the right dominance of language hemisphere is more common in AVM patients than in glioma patients. The hypothesis is that as a congenital lesion, AVM patients have a different language cortex reorganization mechanism, compared to acquired glioma. However, the specific pattern and mechanism of language function reorganization still remain unclear..Based on previous studies, we aim to study the mechanism of language function reorganization using multi-modality MRI. Blood oxygen level-dependent (BOLD) functional MRI (fMRI) is applied to compare the activation pattern between AVMs and gliomas, using three language tasks specific to Chinese language functions. Resting-state functional magnetic resonance (rs-fMRI) and diffusion tensor imaging (DTI) techniques are performed to further study which cortex take part in the reorganized language pathway and its anatomical foundation, in the respect of functional and anatomical connectivity, which can provide theoretical basis for the study of language function reorganization.

脑语言区的重塑机制一直有待明确。作为神经外科常见的两种疾病，脑动静脉畸形（AVM）与胶质瘤均为脑内病变，但临床表现不同：当病变累及语言区时，未破裂的AVM患者很少出现失语，而胶质瘤患者语言功能障碍多见。前期研究发现AVM患者语言区右侧半球代偿的比例显著高于胶质瘤患者。推测AVM作为一种先天性疾病，相对于后天形成的胶质瘤，其功能重塑模式不同。但语言区重塑的具体模式及机制仍不明确。.在前期基础上，本研究拟使用多模态磁共振成像技术研究语言功能重塑：使用针对汉语语言区的三种语言任务行血氧水平依赖法功能磁共振成像（BOLD-fMRI），对比累及语言区的AVM及胶质瘤患者语言区功能重塑的具体模式；结合静息态功能磁共振（rs-fMRI）以及弥散张量成像（DTI）技术，从功能连接及解剖连接的角度进一步研究哪些脑区参与了重塑的语言环路以及该语言环路的解剖连接基础，为深入揭示语言功能的重塑机制提供理论基础。

脑动静脉畸形（AVM）被认为是一种先天性病变，可累及语言区但通常不出现语言功能障碍。其语言功能重塑机制尚不清楚。本研究旨在使用功能磁共振及弥散张量成像（DTI）等技术研究语言区AVM患者的语言右侧半球重塑机制。.功能磁共振研究：共纳入30例AVM患者、13例胶质瘤患者、32例正常对照，均为右利手，病变均位于左半球且累及语言区。使用西方失语症量表（WAB）评估语言功能。功能磁共振任务包括同义字判断、单字朗读、听力理解。计算各自偏侧化指数（LI）。结果显示所有AVM患者及正常对照的语言功能均正常。相对于正常对照组，AVM组在同义字判断中LI无统计学差异，在单字朗读任务中额叶出现显著右侧偏侧化，在听力理解任务中颞叶出现显著右侧偏侧化。提示右侧大脑半球（尤其是中央前回、额中回后部）及右侧小脑半球在语言功能重塑中发挥重要作用。.DTI研究：研究Broca区AVM患者的脑结构网络改变。使用DTI和图论方法研究14名Broca区AVM患者（对照：27名正常对照）的大脑结构网络的变化。AVM患者表现出大脑结构网络的整体效率（p = 0：004）和聚类系数（p = 0：014）显著降低。此外，右侧裂周围区域的结构连通性降低，但在病变周围增强（p <0:05）。左上缘上回的易感性显著增加（p= 0：039）。提示AVM对脑白质网络存在远距离影响。.应用方面：使用多语言任务功能磁共振指导国人汉语语言区脑AVM切除术。纳入31例AVM患者，结果显示同义字判断任务主要激活左侧额中回（24/31，77.4%），其中1例（3.2%）出现右侧半球优势；单字朗读任务主要激活左侧额下回后部（23/31，74.2%），7例（22.6%）出现右侧半球优势；听力理解任务主要激活左侧颞上回（30/31，96.8%），6例（19.4%）出现右侧半球优势。病变距离语言区平均距离为5.5±3.4 mm。术后WAB量表评分较术前无下降（P =0.135）。术前采用针对国人主要汉语语言区的多任务fMRI行语言功能定位可有效保护语言功能。