基于连接组学的功能网络在时间性胶质瘤中的应用

《BMC Medical Imaging》：Connectomics-based functional networks in temporal gliomas

　　

摘要

背景

尽管在手术过程中注意保护认知结构，但患有颞叶胶质瘤的患者术后常常会出现严重的认知障碍。连接组学提供了一种统一的、基于网络的视图，专门用于绘制和理解人脑的结构和功能拓扑结构。本研究旨在阐明颞叶胶质瘤侵入大脑网络（包括显著性网络、中央执行网络、默认模式网络、背侧注意力网络和腹侧注意力网络）的特征，并总结在连接组学指导下保护认知功能的临床效果和实践经验。

方法

首先，利用连接组学为每位患者构建个性化的脑功能网络，从而能够对53例颞叶胶质瘤对功能结构和大脑网络的侵袭特征进行回顾性分析。随后，在29例颞叶胶质瘤患者和18例左侧颞叶胶质瘤患者中，比较了基于连接组学优化的手术方案（实验组）和传统手术策略（对照组）对患者脑结构和认知功能的治疗效果。

结果

在53名患者中的52名（98.11%）中，肿瘤侵入大脑网络和神经束的比例高于侵入功能结构的比例（94.34%）。尽管术前肿瘤侵袭特征没有显著差异，但在连接组学的指导下，16名术后胶质瘤患者的脑网络和功能结构的保护率明显高于13名接受传统手术的胶质瘤患者（P = 0.000 和 P = 0.029）。在分析左侧颞叶胶质瘤时，实验组8名术后患者的脑网络和功能结构的保护率也显著高于对照组10名患者（P = 0.017 和 P = 0.029）。采用连接组学指导的手术方案所获得的手术结果和认知评分明显优于传统治疗方案（P < 0.05）。

结论

在颞叶胶质瘤的外科治疗过程中，不仅要保护传统的功能结构，还要保留具有高级认知功能的大脑网络。初步证据表明，基于连接组学的功能网络可视化有助于提高神经外科医生的理解能力，优化手术方案，并有可能在减少手术创伤的同时实现更高的肿瘤切除率并保持功能结果。