大脑半球切除术后患者上肢运动功能定位及神经功能重塑性研究（可编辑）

大脑半球切除术后患者上肢运动功能定位及神经功能重塑性研究（可编辑） 大脑半球切除术后患者上肢运动功能定位及神经功能 重塑性研究 中华外科杂志年 月第 卷第 期, , . , . . 论著 . 大脑半球切除术后患者上肢运动功能 定位及神经功能重塑性研究 刘源 曲金荣 李少武 徐宇伦 【摘要】 目的 对改良式大脑半球切除术后患者进行肢体运动在同侧大脑半球的功能定位及 其神经功能重塑的研究。年 月至 月以改良式解剖性大脑半球切除术后患者为研究 对象,使用. 磁共振仪行大脑运动功能磁共振检测。受检者分别行双侧上肢屈肘运动,使 用 序列,检测双侧上肢运动在健侧大脑半球的皮质投射区。结果 例行改良式解剖性大脑 半球切除术后患者有 例检测出对侧肢体运动代区,其中 例得到双侧上肢在健侧大脑皮质 的运动代表区。同侧上肢运动定位区出现在第一运动区、辅助运动区和顶后 小叶皮质。结论 在人 类一侧大脑半球切除后,健侧大脑半球存在支配同侧肢体运动的功能区,有神经运动功能的重塑发 生。神经运动重塑的结果可能与手术术式有一定的关系。 【关键词】 大脑半球切除术;上肢;磁共振成像;神经重塑 , ? ,? , ?., , .. :『? , : 【】 .. . . 一 . . . . . .. . . . 【 】; ; ; 解剖性大脑半球切除术用于治疗婴儿痉挛偏瘫 除术后远期患者进行肢体运动的中枢定位研究,以 伴顽固性癫痫已获得良好的临床效果。。 ,而这些术 期探讨人类肢体运动在同侧大脑半球的代表区及了 后获得长期生存的患者,为研究健侧脑的功能及功 解潜在的运动功能重塑的,并探讨因术式不同 可能对神经功能重塑的影响。该研究经我院伦理委 能重塑提供了资料。目前对于大脑半球对同侧肢体 运动皮质活动定位主要基于功能性大脑半球切除术 员会通过。 进行研究,故我们采用 . 功能磁共振技术 资料与方法 在 年 月至 月对解剖性大脑半球切 一 、受检对象基本资料 : ./ .. .?. . . 例受检对象均为年 月至年 作者单位: 首都医科大学北京灭坛医院神经外科 刘源 月问在我院因顽固性癫痫接受改良式解剖性大脑半 现在新疆医科大学第一附属医院神经外科 、徐宁伦 ;北京市神经 球切除术的患者 表 。术前影像检查均显示一侧 外科研究所神经影像巾心 曲金荣、李少武 大脑半球广泛病变及脑电图异常,截至本研究结束, 通信作者:徐宇伦,:. 2 0 0 9 4 4 7 7 C h i n S u r A r i l 2 0 0 9 V 0 1 . 4 7 N o . 7 中华 外 科 杂 志 年 月 第 卷 第 期 J g . p . , 1 表 研 究对 象 临床 资料 所 有 患 者术 后 均未 再 长 期 服 用 抗 癫 痫 药 物 , 癫 痫 控 像扫 描 用 于 功 能 图像 的 解 剖 定 位 , 扫 描 参 数 如 下 : E n l e A T R 2 0 0 0 m s T E 2 . 1 9 m s F l i A n l e 7 F O V 2 5 6 c m 制 分 级 为均 为 I 级 。 , , : , g p g 二 × 2 5 6 c m 1 7 6 1 m m 4 8 2 S 、 查 、 层 数 层 厚 成 时 间 : 。 体格 检 , , 像 1 . 后 处 理 工 运 动 系 统 检 查 :受 检 者 均 出 现 手 术 对 侧 肢 体 期 数 据 使 用 作 站 随 磁 共 振 捆 绑 软 件 ~ 3 D N e u r o 。 痉 下 ? V 上 挛性 轻偏瘫 ,偏瘫侧肢体 肌 力 肢 级 , 肢 一 ’ ~ ? ? 上 , 肢 肌 力 下 降 重 于 下 肢 , 远 端 重 于 近 端 结 果 分 布 。 偏 瘫 侧 肢 体肌 张力 均 增 高 , 上 肢 明显 , 清 醒 状 6 例 受 检者均接受 肘关 节 主 动 运 动 功 能 磁 共 振 态 下 屈 、 各 指 处 于 曲痉 挛状 , 指 问 掌 指 、 腕 掌 活 动 困难 , 掌 指 背 伸 、 对 掌 不 能 。 可 屈 肘 ,肩 关 节 外 展 受 限 ,但 。 9 0 均 达 睡 眠 后 张力 。 能 到 , 肌 降低 偏 瘫 侧 肢 体 腱 反 射 亢 进 , 患 肢 B a b i n s k i + 5 征 。 例 受 检 者 行 走 1 正 人 。 有跛 行 , 例 受 检 者 行 走 如 常 所 有 受 检 者 均 有 轻 度 的 中 枢 性 面 瘫 。 盆 盈 . 蔓 2 . 【l 固 j 感 觉 系统 检 查 :全 部 受 检 者 深 、 浅感 觉 及 痛 温 触 觉 振 动 感 觉 均 一 存在 ,但偏 瘫 侧 均 有 定 程 度 的减 退 。 。 均有朝 向偏瘫侧的同向性偏盲 !氢 I _飘 箜丁 兰 习 三 、 实验 设 备 和 试 验方 法 3 . 0 T 采 用 德 国西 门子 超 导 型 8 磁 共 和 正 通 道 振 成 像 系统 交 头 部 扫描线 圈进 行 图像采 集 。 试 验 方 法 :上 肢 运 动 刺 激 实 验 采 屈 用 组 设 验 用 肘 任 务 , 采 块 计 实 4 0 s 2 0 S 模式 , 每个 组 块 , 包 括 静 息 2 0 S 9 及 活 动 , 共 个 组 块 , 任 务 前 a M R I b M R I c M R I d M R I 注 : 为 的冠 状 成 像 , 为 的矢 状 成 像 , 为 的轴位成 像 , 为 扫 描 后 的 1 0 S 三 为 适 应 期 。 行 功 能 像 扫 描 、 三 维模 拟 重 建 3 D 全 维 脑 扫 描 。 功 能 成 像 采 用 l l 图 例 患 者 右侧 大脑 半球切 除术后 ,行 右 侧 上 肢 屈 肘 运 动 , 皮 质 活 动位 点 位 于 左 侧 大 ? G R E E P I B O L D 磁 感 成 列 敏 像 序 , 一 M 1 B r o d m a n n 4 S M A B r o d m a n n 6 2 2 脑 第 运 动 区 , 和 辅 助 运 动 区 , 图 例 左 侧 大脑 T R 2 0 0 0 m s T E 成 像 参 数 如 下 : , B r o d m a n n 4 l 后 左 上 肢屈 运 动 , 皮 质 活 动 于 右 大 脑 , 相 对 例 半球切 除术 ,行 侧 肘 位 点 位 侧 3 3 3 0 m s F l i a n l e 9 0 F O V 2 2 0 c m 受 活 动 点 置 在较 深 的 脑 沟 内 图 例 左 侧 大脑 半球切 除术 后 ,左 侧 上 肢 屈 检 者 , 位 位 , p g , B r o d m a n n 1 4 4 运 活 于 右 中 央 后 回 图 左 侧 大 脑 半 球 切 除 术 肘 动皮质 动位点 位 侧 例 × 2 2 1T I 2 3 m m 0 C 3 , 层 数 , 层 厚 , 成 B r o d m a n n 4 5 5 k 屈 运 质 活 点 位 于 右 脑 图 例 左 侧 大脑 后 , 行左 侧 肢 肘 动皮 动位 侧 大 3 6 6 S 像 时 问 。 B r o d m a n n 1 后 左 上 屈 运 动 质 活 动位 脑 中 央 后 回 半球 切 除术 , 行 侧 肢 肘 ,皮 点位 于 右侧 大 T 1 W 1 三 维 磁 共 振 扫描 的 加权4 4 7 7 C h i n S u r A r i l 2 0 0 9 V 0 1 . 4 7 N o . 7 中华 外科 杂 志 2 0 0 9 年 月第 卷第 期 J g , p , , r m a n n 1 6 B o d 区 查 过 程 中头 活 动 图像 成 像 质 量 像上 则位于 中央 后 回 的范 围 , 可 能 由 检查 ,例 检 部 有 , f 2 M R I T 1 4 运 现 于 部 分容积效应 或 相对 低 于 相 的 图像分辨 差 ,结 果 予 剔 除 。 例 , 在 偏 瘫 侧 肢 体 动 中 出 M 1 际 。 屈 运 运 动 偏瘫侧肢体运 动 图 予剔 除 ,健侧 运 动结 度 导致 , 实 的皮 质 活动位点仍在 健侧 肘 镜像 , 像 ~ 1 5 动在皮质 中枢定位见 图 , 患 侧 屈 肘 运 动在 皮 质 果 采纳 。 ~ 6 8 5 见 。 上 屈 运 动 皮 本研究 中 ,有 例试 验 对 象 获得 对 侧 即健 侧 中枢定位 图 受检 者健 侧 肢 肘 , 1 2 4 l 2 脑 的 运 定 点 例 、 、 质功能定位点 分布 , 例 、 、 受检 者 活 动 位 点 出现 肢体在存 留的健侧 大 半 球 动 位 , 一 1 M 1 B r o d m a n n 4 1 4 M 1 运 区 对 脑 区 同时 在 均位 于 辅 助 运 动 区 区 , 例 在 第 动 于 侧大 , 其 中例 S M A S M A 区 正 活 区 也 同 时 出 现 活 动 定 位 点 。 与 正 常 人 脑 的 对 侧 出 现 活 动 定 位 点 。 与 常 人 脑 肢 体 j 旧 J 旧 一 5 3 5 3 相 。 、 在 磁 共 振影 动功能定位较 相符 。 而 例 、 则 皮质功能活 动定位点 致 例 央 后 回 出 现 在 对 侧 大 脑 的 中 菌型剑型倒 B r o 1 d m a n n 。 5 1 3 在 这 例试 验 对 象 中 , 例 、 、 5 获得 同侧 上 肢 屈 肘 运 动 在存 留大 2 脑半球 的功 能定位点 表 。 讨 论 团剑型型剧 一 、 大脑 半 球 切 除术 后 患 者 运 经 重 塑 动神 功 能 的依据 固 鼠 鼠 瓯 Q 本研 究 表 明 , 大部 分 患 者 术 后 ~ ‖ 一一一一一 一 运 无 显 虽 然 这 肢体 动 功 能 明 变 化 , 一 一 , 一 ‖ ? 一 些 患 者 术 前 都 存 在 定 程 度 的 偏 ? 瘫 ,但是 多 数 患 者 手 术 并 没 有 加 重 粕 ~ 对 侧 的 运 动 功 能 损 害 可 以 肢 体 , 仍 引 ? 一 运 艨 完成 定 的 动 活 动 , 国 内学 者 硐一 嘲稠 网 一 对 改 良式解 剖性 大脑半球切 除术 后 7 也 相 患者长 期 随访 术 后 年 有 M 0 一 同的 报 道 。 这 现 象 提 示 在 这 些 患 者 在 健 侧 大 脑 半 球 中 , 存 在 运 基 动 中枢 对 同侧 肢 体 支 配 的 解 剖 础 , 也 是 应 用 大 脑 半 球 切 除 术 后 患 一 者进 留 脑 球 运 动神经 行存 侧大 半 功能重 塑 研 究 的理 论线 索 。 ? 0 f M I G r a v e l i n e R 等 通 过 显 示 了在 留 的 大脑 质有 同侧肢 I 存 健侧 皮 a M R I b M R I c M R I d M R 注 : 为 的冠 状成像 , 为 的矢 状 成像 , 为 的轴位成像 , 为 扫描 后 的 运 三 维模拟 重 建 体 活 动 的 证 据 , 这 种 情 况 提 示 了 ~ ~ 6 l 6 a 6 d 6 e 图 例 右侧大脑 半球切 除术 后 , 行左 侧上 肢屈 肘运 动皮质活 动位点 。 图 , 功 重 塑 人 观 在 的可 动 能 在 体有客 存 6 h 分别 为两个不 同层 面 上 的左 侧 上 肢 屈 肘 运 动皮 质 活 动 位 点 。 活 动 位 点 均有 多个 , 分 能 ,但在他 的报 道 中仅对 行 大脑 半 M 1 S M A M 1 散 , 分 布 于 和 区 ,其 中 活 动位点较右侧肢 体活 动位点偏 向外 侧 , 下 方 ,位 置 更 童 研 球皮质切 除 的儿 进 行 功 能 究 , ~ 7 3 7 a 7 d 图 左 侧 大脑 半 切 后 行 右侧 上 肢屈 肘 运 动皮 质活 动位点 。 图 , 前 例 球 除术 , 而 且 只 是初 步 的对 这种 研 究手段 的 ~ 7 7 h e 分别 为两 个 不 同层 面 上 的右侧 上 肢屈肘 运 动皮质活 动位 点 。 活 动位点均有 多个 , 悼 0 C o h e n M l o s t e r i o r a r i e t M c o d e x B r o d m a n n 5 7 可 了 。 应 散 布于 及 中央 后 回后 的顶 叶后 皮 质 , , , 行性进 行 探 索 等 分 ,分 部 p p 8 5 活 左 肢 活 动位 向 下方 位 置 更前 图 例 左 侧 大脑 半球 切 除 动位点较 侧 体 点偏 外侧 , , T M S 用 经 颅磁刺激 证 实此 类患 者 6 7 1 3 上 屈 运 。 活 图 的例 两 位受检 者 明 显 术后 , 行右侧 肢 肘 动 皮 质 活 动位点 动位 点 与 , , 一 留 存 侧大 脑 半球 中有对 同侧肢体 B r o d m a n n 5 7 1 不 只 出现 于 中央 后 回后 的顶 叶后 质 , , 活 动 点 出 现 层 面 少 于 例 , 同 , 部 皮 运 动支 配 的功 能 中枢 。 这 些 前期研 3 , 分布 多点 , 分散 一 究客观 证 实 了这 些 患者存 留 侧大中华外科杂志年 月第 卷第 期 ,. . , . 脑半球中有运动神经功能重塑的发生,为以 难测出。以上的研究或许可以解 释对于接受大脑半 后从事此类患者的神经功能重塑奠定了理论研究依据。 球切除术的患者,肢体近端运动功能恢复较远端好, 手术时年龄较小的患者运动功能预后相对好的现 表 例 、 、 试验对象同侧上肢屈肘运动功能定位 象。这提示年龄是有可能对运动神经功能重塑的影 病例序号 定位区域 分布状况 响因素,同时在 等? 的研究中认为在施行 大脑半球切除术之前较长的一段时间里,运动神经 功能的重塑就已经发生,且发生位于皮层。相对于 那些接受手术时年龄较大的病例,等 叫则 发现经刺激诱发的在同侧肢体肌组织 潜 伏期较长,波幅亦较低,并且显示了较差的临床运动 功能表现,这种现象亦提示了年龄对神经功能重塑 的影响。本研究中,例 受检者 图 , 出生后 二、大脑半球切除术后患者的运动神经功能重 个月患结核性脑膜炎并出现偏瘫, 岁出现临床癫 塑及可能机制探讨 痫,至 岁行手术治疗,在能够进行双侧上肢运动 .运动神经功能的重塑:等 最早通过 检查的 位受检者中,发病年龄最晚,手术时年龄最 及测量脑血流量 对 例 岁时接受左 大,同侧肢体运动定位区仅在中央后回后部的顶叶 侧大脑半球切除的病例研究,亦应用肘曲一伸运动任 后皮质 , 出现。临床观察中其肢体运 务设计,发现同侧与对侧肢体运动的皮层代表区共 动功能相比另两位受检者差,这种现象提示在该受 同出现于存留的一侧大脑半球,相对于对侧肢体的 检者有可能存在年龄上的影响因素。 运动定位区,同侧肢体定位区更趋于前、外侧的分 而 等? 则提出了儿童期,在皮质成熟过 布,等 通过对大脑半球切除术后的 程中同侧运动传导束功能逐渐受经由胼胝体而来的 患者行上肢运动检查,也有近似的结果。 对侧传导束抑制的观点。这些患者术前无功能的病 目前基于、及技术对大脑皮层切 侧大脑,可能就是一种去抑制的基础。在此基础上, 除术和功能性大脑半球切除术后试验对象的上肢运 和 对卒中后患者胫前 肌的研究证 动定位研究都倾向于认为其位于和区 实,通过去除健侧大脑相应区域的抑制后,同 域 。这与本研究有所不同,本组例 、 同侧上 侧胫前肌的 波幅大幅增加,肌兴奋性提高,偏 肢肘关节的皮质运动区都在 有出现,机制尚不 瘫下肢运动功能预后改善。他认为这既是一种新的 清楚,但不能排除是否与手术方式不同有关。而且, 研究方法,也是一种新的促进康复治疗手段。虽然 这两例试验对象不仅运动功能明显优于其他受检 者 ,在智力等方面亦优于其他受检者,可以自理 这些研究都是以特定部位 的梗死后患者作为试验对 象研究,并未涉及本研究所关注的对象,但大脑半球 生活,并能够就业工作,表现了较好的社会属性,这 切除术后有部分患者对侧肢体运动功能反倒较术前 种结果可能与重塑的程度有关,即同侧肢体运动活 提高 ,用去抑制的观点能较好解释这一现象,这 动位点出现在 区域的大脑半球切除术后患者运 动功能预后可能较好。 种去抑制的现象也是神经功能重塑影响的一种可能 解释。 .运动神经功能重塑的可能机制:解剖性大脑半球切除术的术式特点是完全切除 等 发现经刺激存留大脑半球,所获得肌诱 一 侧基底节以及丘脑以上的脑组织,完全排除了残 发电位,在患者肢体同侧和对侧,潜伏期相 留脑组织对健侧半脑神经功能的影响,因而明显有 似,而波幅近端大于远端,这与临床上此类患者术后 肢体近端活动好于远端的现象相符,与在本研究中 别于大脑半球皮层切除术和功能性大脑半球切除 所观察的受检者肢体运动状况相符。 等? 术。虽然上述三种手术对顽固性癫痫的控制都有很 好的效果 】 ,但术式的不同对患者的运动功能预 借助研究发现在健康人中,刺激同侧大脑半 球,同侧肢体的 可出现于大部分儿童肢体近 后是否有影响,目前还没有一致的意见。 大脑半球切除术后患者的神经功能目前虽时有 端肌以及成人的躯干肌,这符合解剖学躯干肌双侧 支配的规律。 等? 报道同侧肢体在同侧大 报道,但毕竟接受该种手术的患者量有限,文献中纳 脑皮质的运动诱发电位在 岁以后的正常儿童很 入研究的患者量亦较有限,且手术方式多样,目前国