《Brain and Spine》:Subcortical brain mapping strategies for intraoperative identification of the optic radiation during asleep and awake surgery: a scoping review.
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引言:胶质瘤术后视觉缺损可能显著降低生活质量。多种术中映射视辐射(OR)的技术已被描述,但关于最佳策略尚未达成共识,特别是对于新型神经生理记录技术。研究问题:研究人员进行了一项范围综述,以系统整理现有的术中OR映射范式,区分基于清醒任务的方法与诱发电位记录技术
引言:胶质瘤术后视觉缺损可能显著降低生活质量。多种术中映射视辐射(OR)的技术已被描述,但关于最佳策略尚未达成共识,特别是对于新型神经生理记录技术。研究问题:研究人员进行了一项范围综述,以系统整理现有的术中OR映射范式,区分基于清醒任务的方法与诱发电位记录技术,并概述未来标准化的方向。材料与方法:本范围综述遵循PRISMA-ScR指南进行。纳入了描述在任何手术环境中进行OR术中映射的研究。提取并综合了刺激和记录参数,以及术中任务范式。结果:纳入了19项研究,涉及211名患者:4项报告神经生理记录技术,14项描述清醒映射方法,1项结合了两种方法。确定了三种主要技术类别:皮层下-皮层诱发电位(SCEP)、皮层下记录视觉诱发电位(sVEP)和基于清醒任务的映射。讨论与结论:在清醒映射期间,一种改良的图片命名任务(在屏幕上对角线呈现两个图形)已被证明有助于估计OR边界,在大多数低级别胶质瘤手术中允许最大安全切除,同时将术后缺损限制在可接受的象限盲。替代清醒范式显示出前景,但需要进一步验证。术中神经生理记录技术在技术上是可行的,其作用在未来可能具有重要意义,特别是对于不适合清醒手术的患者。然而,需要方法学标准化和临床验证。
1. 引言
视辐射(OR)的术中监测通过闪光视觉诱发电位(VEP)已被长期描述。尽管其可靠性低于运动诱发电位监测,但在临床实践中广泛使用。然而,监测提供功能监控并具有重要的术后预测价值,而术中映射则是通过实时识别有功能组织并定义功能边界来指导手术决策的工具。与运动通路映射可在全麻下可靠进行不同,语言功能映射传统上依赖清醒手术中的低频双极刺激(Penfield范式)结合语言任务。近年来,皮层-皮层诱发电位(CCEPs)和皮层下-皮层诱发电位(SCEPs)作为有前景的辅助手段出现,可能使不适合清醒手术的患者能够进行联络通路的监测和映射。类似地,OR映射已在清醒和睡眠环境中被描述。然而,关于最佳刺激策略和评估功能反应的方法(无论是诱发电位还是基于任务评估)尚未达成共识。近年来,提出了新的记录技术和刺激策略,产生了异质性且并非总是可比较的结果。本综述旨在(1)系统整理并批判性研究现有OR术中映射范式,区分基于清醒任务的方法与诱发电位记录技术,以及(2)概述方法学标准化和临床整合的未来方向。
2. 材料与方法
2.1. 研究设计:本范围综述按照系统综述和荟萃分析扩展范围综述(PRISMA-ScR)指南进行。
2.2. 检索策略:在PubMed(MEDLINE)、Scopus、Embase、CINAHL和Cochrane图书馆电子数据库中进行全面文献检索。检索从建库至2026年2月。检索策略结合了与OR和视觉通路相关的词汇,包括“optic radiation”、“optic tract”和“visual pathway”,以及与术中映射相关的术语,包括“intraoperative”、“mapping”、“recording”、“subcortical stimulation”、“subcortico-cortical evoked potentials”和“axono-cortical evoked potentials”。使用布尔运算符和肿瘤相关术语(包括“tumor”和“glioma”)来优化检索。还筛选了检索文章的参考文献列表和数据库建议的相似文章集,以识别额外相关引文。
2.3. 纳入标准:研究描述OR术中映射并提供映射技术的方法学描述(包括刺激参数和/或任务范式)则被视为合格。仅当记录从置于视辐射附近的皮层下电极获得时,才纳入报告VEP的研究。排除动物模型研究、无术中映射的纯解剖或放射学研究、综述文章以及仅报告监测而无主动映射的研究。相应地,排除仅限于头皮螺旋电极或硬膜下皮层条电极的VEP记录研究,因为本综述关注的是视辐射的主动术中映射而非视觉通路监测。对语言或出版年份无限制。
2.4. 研究选择:所有检索记录导出至参考文献管理软件,删除重复条目。由两名评审员独立筛选标题和摘要。随后由相同评审员评估全文文章的合格性。通过与第三名评审员讨论解决分歧。
2.5. 数据提取过程:使用为本综述专门开发的预定义Microsoft Excel电子表格进行数据提取。提取以下变量:作者和出版年份、研究设计、患者数量、阳性映射病例数量、基础病理(肿瘤、血管、癫痫)、映射类型、刺激参数和强度、记录方式或任务范式、报告的神经生理或临床反应、OR距离(如有)、以及额外方法学注释。
2.6. 结果综合:提取的数据被组织成两个主要方法学类别:基于清醒任务的映射方法和诱发电位记录技术。以表格形式构建和总结发现,以促进研究间的比较并识别方法学相似性和差异领域。
3. 结果
3.1. 研究选择与一般特征:数据库检索获得1095条记录,删除652条重复后,筛选443条记录。经过标题和摘要筛选,检索23篇报告;2篇因仅有摘要无法获取,21篇评估合格性。17项研究符合纳入标准。此外,通过引文检索识别出8条记录,经过全文评估排除6篇,最终分析中纳入2篇额外研究。总共纳入19项研究:4项报告诱发电位记录技术,14项描述清醒映射方法,1项结合两种方法。所有纳入研究均发表在同行评审期刊上。
3.2. 综合分析:总体而言,纳入研究涉及212名患者,其中183名接受清醒映射,40名接受诱发电位记录技术的皮层下映射;11名患者接受两种方法。基础病理异质性,主要为胶质瘤,少数转移性(n=3)、血管性(n=2)和癫痫(n=4)病例。诱发电位记录技术主要应用于高级别胶质瘤患者(n=28),而仅4名患者为低级别胶质瘤。清醒映射在低级别胶质瘤患者中比高级别胶质瘤患者更常见(n=110 vs n=72)。由于研究设计、基础病理和结果报告存在显著异质性,以及各亚组患者数量有限,未进行正式比较分析和汇总结果估计。然而,进行了描述性分类。基于刺激部位和方式、记录位置以及评估的功能反应类型,确定了三种重复出现的方法学策略:(1)皮层下-皮层诱发电位(SCEP),直接皮层下刺激视辐射并从距状裂皮层记录;(2)皮层下记录视觉诱发电位(sVEP),闪光刺激并从视辐射记录;(3)基于清醒任务的映射,在视觉任务执行期间或评估刺激诱导的视觉现象时进行直接皮层下刺激。SCEP记录在4项研究(26名患者)中报告,sVEP记录在2项研究(15名患者)中报告,基于清醒任务的映射在15项研究(183名患者)中报告;1名患者同时接受SCEP和sVEP记录。然而,由于报告结果的异质性,尚无法定义通用波形模式。
3.3. 诱发电位记录技术:SCEP和sVEP
SCEP和sVEP两种主要技术被识别。第一种涉及从距状裂皮层记录SCEP,使用硬膜下条电极或经颅螺旋电极,配合在OR附近白质进行皮层下刺激。皮层下刺激通常使用双极探针、双相脉冲,频率1-4 Hz,刺激强度可变(5-20 mA)。第二种方法包括通过立体脑电图(SEEG)电极或单极探针放置在OR附近记录sVEP,使用闪光刺激(脉冲宽度15 μs,频率1-1.2 Hz),在清醒或睡眠患者中进行。两种技术均在有限队列中应用:SCEP记录在26名患者中,sVEP记录在15名患者中,1名患者同时接受两种方法。
3.4. 清醒映射技术
在Duffau等人首次报告后,几种结构化任务范式被开发。Gras-Combe等人描述了“改良图片命名任务”,成为后续论文中最常用的方法(n=110)。其他作者提出了替代任务,包括通过颜色和动态测试区分目标(n=1)、单图形和激光指示(n=2),或更先进的方法如自动目标出现在屏幕上(n=54)甚至使用虚拟现实头显(n=1)。几乎所有研究中,刺激均使用双极探针输送双相电流,频率60 Hz,单脉冲,脉冲宽度1 ms,持续时间4秒(Penfield刺激范式)。刺激通常在任务期间多次进行,包括真实和虚假刺激。刺激强度从1.5到6 mA可变。Shahar等人同时使用清醒映射刺激OR和记录sVEP,但未描述特定任务。改良图片命名任务成为最广泛采用的范式,在15项研究中的9项中使用。在共享可比方法学且包含相对大量患者(n=110)的研究中,可以有意义地分析临床结果。总共识别出92名患者,其中大多数无术前视觉缺损(6/79,7.5%有可用术前临床数据)。在随访中(跨研究范围为1至3个月),23%患者无术后视觉缺损,68%出现(预期的)象限盲,8%出现同向偏盲。
4. 讨论
4.1. 历史与解剖学考虑:OR由Louis Pierre Gratiolet于1857年首次描述。其解剖学通过白质解剖研究和弥散张量成像(DTI)已明确。OR纤维经典分为三个主要束:前束、中央束和上(后)束。OR与胼胝体毯、联络纤维(特别是下额枕束(IFOF)和中间纵束(MLF))共同构成矢状层。DTI研究已证实尸体发现,但确定性纤维追踪方法因纤维方向变化和交叉纤维而面临挑战,而概率性纤维追踪技术(基于球面反卷积或Q-ball成像)能更好地重建复杂纤维结构。然而,所有纤维追踪技术中剩余的挑战是肿瘤相关水肿,水肿导致各向异性分数(FA)显著降低,引起纤维过早终止。
4.2. 诱发电位记录技术:描述了两种方法:SCEP(刺激OR并从距状裂皮层记录)和sVEP(闪光刺激眼睛并从OR记录)。
4.2.1. 皮层下-皮层诱发电位(SCEP):四项研究描述了SCEP记录。刺激参数不一致,最常见范式为双极探针双相刺激,脉冲持续时间0.2 ms/相,频率1.3 Hz;刺激强度从3.5 mA到20 mA不等。记录使用皮下螺旋电极置于枕顶区域,或使用4或6触点条电极直接置于暴露的距状裂皮层。记录的波形异质性,报告了1或2个正峰但潜伏期变化很大。P2峰仅在刺激非常接近OR(<2.1 mm)时出现,但重现性有限。总体而言,SCEP记录技术可行,但方法学和结果存在显著异质性,需要更多结构化研究。
4.2.2. 皮层下记录视觉诱发电位(sVEP):sVEP与传统VEP的区别在于记录部位,从而改变其术中角色:传统VEP用于监测,sVEP旨在作为局灶性映射技术。Shahar等人首次描述,使用常规闪光VEP刺激,在OR内用单极探针记录,获得类似皮层VEP的可重复波形(N2峰约60-80 ms,P2峰约90-120 ms)。Zauli等人使用SEEG电极复制,波形不同(初始小正偏转后接高频振荡)。Shahar等人显示sVEP反应在手术腔底部与OR距离<10 mm时持续存在。同样,sVEP记录技术可行,但研究间存在方法学和神经生理学异质性,需要更大规模标准化研究。
4.3. 清醒映射OR:Duffau等人首次报告术中刺激OR导致图片命名任务错误和视觉障碍。
4.3.1. 改良图片命名任务:Gras-Combe等人引入专门用于OR映射的改良图片命名任务,要求患者注视中央十字同时连续命名屏幕上对角线呈现的两个图像,以区分语言障碍和视野缺损。刺激采用Penfield范式。临床结果总结显示,随访中23%无术后视觉缺损,68%出现象限盲,8%出现同向偏盲。由于最大安全切除是神经肿瘤手术的主要目标,改良图片命名任务已被证明是减少主要视觉缺损的有效工具。但大多数病例为低级别胶质瘤,限制了向高级别胶质瘤手术的推广。
4.3.2. 替代清醒映射任务:Nguyen等人提出静态和动态视野测量组合,使用屏幕上的红色和绿色目标。?teňo等人使用单图形和激光指示。Conti Nibali等人引入术中视野任务(iVT),与改良图片命名任务相比,iVT与较低的象限盲发生率(33% vs 63%)相关,且无症状性象限盲或同向偏盲,切除范围相似。Mazerand等人使用虚拟现实头显进行改良Esterman测试。这些替代方法有前景,但需要进一步验证和可行性评估。
4.4. 未来研究意义:清醒映射使用改良图片命名任务是当前参考标准,但主要在低级别胶质瘤中验证。替代方法(特别是iVT)可能改善功能结果,但需要进一步研究。未来研究应探索动态测试范式、任务个性化和先进技术整合。诱发电位记录白质束是一个快速发展的领域,可进行全麻下联络和投射纤维的监测和映射。文献中描述的两种方式在概念上一致且技术可行,但方法学和结果存在异质性,临床有效性有待确定。未来前瞻性研究应采用结构化报告框架(如STARD-IONM建议),包括麻醉技术、神经肌肉阻滞、术中生理管理、标准化术前和术后视觉功能评估,以及数据缺失处理。
4.5. 局限性:本综述局限性包括:研究数量有限、研究设计异质性、低级别胶质瘤病例占主导限制了向高级别胶质瘤的适用性。未进行正式偏倚风险评估,但总体证据强度有限,特别是诱发电位记录技术。许多纳入论文为病例报告或小规模单中心系列,方法学描述不完整,结果评估异质,临床相关结果报告有限。
5. 结论:清醒映射使用改良图片命名任务为低级别胶质瘤手术中视辐射的术中识别和保留奠定了坚实基础。替代清醒行为范式是有前景的改进,但缺乏稳健临床验证。诱发电位记录方法代表了一个质的进步,可提供客观的基于波形的视辐射功能相关物,适用于不适合清醒手术的全麻患者。然而,标准化和可重复性是临床有效性研究的关键要求,之后才能转化为临床实践。