通过术前功能磁共振成像（fMRI）技术探讨位于优势侧半球脑动静脉畸形（AVM）患者主要汉语功能区的偏侧化情况。
病变组为2017年12月至2018年6月在北京天坛医院诊断为AVM且位于优势侧半球的患者，共14例；对照组为母语为汉语的健康志愿者，共9例。对2组对象分别进行包括同义字判断、单字朗读和听力理解三种汉语任务下的fMRI扫描。采用SPM12软件进行数据分析和脑功能区定位，记录各激活脑区的像素值并计算偏侧化指数（LI）以确定优势侧半球。
两组对象的性别、年龄均差异无统计学意义（P>0.05）。两组受试者经WAB语言量表评估均无语言功能障碍。行3种语言任务时，对照组共有0/27次（0%）主要语言区出现右侧半球优势，而病变组共有8/42次（19%）主要语言区出现右侧半球优势，两者差异有统计学意义（χ2=5.73，P=0.019）。
脑AVM患者中不同的汉语语言任务其语言中枢优势侧半球可能并不相同；相对于正常对照，位于优势侧半球的脑AVM患者，其主要语言功能区更容易发生非优势侧半球的功能重塑。
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语言是人类特有的功能，既往研究表明，人类语言中枢具有偏侧化的特点。Broca区和Wernicke区是目前国内外公认的语言功能区，而中国人的大脑语言功能区还包括优势半球额中回（BA9区）。我们之前的研究显示，针对母语为汉语的多语言任务功能磁共振成像（fMRI）能够准确地定位语言中枢[1]。脑动静脉畸形（AVM）是神经外科常见的一种先天性脑血管疾病，位于优势半球语言中枢附近的AVM患者，其语言中枢可能发生部分或全部的功能重塑。对于这部分患者，其主要汉语功能区的分布及偏侧化特征尚待研究。
2017年12月至2018年6月在北京天坛医院神经外科诊断为脑AVM且病变位于优势侧半球的患者，共14例，其中男9例，患者年龄（36±11）岁。对照组为9名正常志愿者（其中男6名），年龄（26±2）岁。所有受试者受教育程度在初中及以上，裸眼或矫正视力正常，并除外外伤、肿瘤、卒中等其他神经系统疾病、精神疾病。所有受试者均签署北京磁共振脑成像中心伦理与人体保护委员会被试同意书。
任务实施前1 d，受试者均由1名实施者详细介绍任务指令并接受训练。受试者在扫描仪内通过折射镜可看到屏幕上的语言任务内容。执行任务采用组块设计方式，方式为"预扫描-任务（24 s）-对照（24 s）-任务（24 s）-对照（24 s）......"，共3个周期。任务一是同义字判断，对照任务为字形大小判断。所有汉字均来自《现代汉语频率词典》中，频率>0.002 5%。任务二是单字朗读任务，对照任务为舌运动任务。任务三为听力理解任务，对照任务为将声音片段打乱后具备同样声音效果但无可理解语言意义的音频片段。
功能磁共振扫描使用北京磁共振脑成像中心配备的Siemens Medical Systems Trio 3.0T磁共振成像系统。标准12通道接收头线圈。定位后，EPI序列采集参数如下：TR/TE=2 000 ms/29 ms，翻转角90°，FOV=220×220 mm2，矩阵64×64，体素大小3.4×3.4×4.0 mm3。最后扫描获取T1加权3D精细结构像，参数为TR/TE=3 560 ms/ 5 ms，翻转角90°，FOV=256×256 mm2，矩阵256×256，层厚1.0 mm，体素大小1.0×1.0×1.0 mm3。
在MATLAB R2015b平台下采用SPM12软件分析。空间预处理采用标准流程：每例受试者的功能数据都先进行运动校正，然后和其自身的高分辨T1 3D精细结构像配准，最后对数据进行空间平滑化处理。激活区≥5个相邻体素为激活标准（未校正，P<0.001）。
采用偏侧化指数（LI）的方法，其计算方法是：LI=（L-R）/（L+R），L为左侧半球激活体素数，R为右侧半球激活体素数。根据既往文献报道，取LI>0.2为偏左侧半球优势，LI<-0.2为偏右侧半球优势，-0.2≤LI≤0.2为无明显优势侧别[2]。本研究分别提取3种语言任务的主要激活区体素，分别研究3种语言任务所激活的主要语言区的偏侧性。
采用SPSS 11.0对照组及病变组多种语言任务下优势侧半球出现的频率差别采用χ2检验；对两个独立样本采用两样本t检验；以P<0.05为差异有统计学意义。
14例AVM患者Spetzler-Martin分级为：Ⅱ级7例，Ⅲ级5例，Ⅳ级2例；6例患者有既往出血史；4例患者术前服用抗癫痫药物治疗。两组对象的性别、年龄均差异无统计学意义（P>0.05）。两组受试者经WAB语言量表评估均无语言功能障碍。经中国人左右利手评定量表评定均为右利手。
（1）对照组：9名志愿者行语义理解任务时，8名为左侧优势半球（LI=0.92±0.23），1名为无明显左右侧优势半球（LI=0.19）；行朗读单字任务时，5名为左侧优势半球（LI=0.54±0.32），4名为无明显左右侧优势半球（LI=-0.03±0.16）；行听力理解任务时，7名为左侧优势半球（LI=1.00±0.00），2名为无明显左右侧优势半球（LI=0.05±0.18），表1。（2）AVM患者：fMRI结果见图1。14例患者行语义理解任务时，13例为左侧优势半球（LI=0.81±0.26），1例为右侧优势半球（LI=-0.53）；行单字朗读任务时，6例为左侧优势半球（LI=0.42±0.16），5例为右侧优势半球（LI=-0.45±0.34），3例为无明显左右侧优势半球（LI=0.05±0.05）；行听力理解任务时，10例为左侧优势半球（LI=0.94±0.13），2例为右侧优势半球（LI=-1.00±0.0），2例为无明显左右侧优势半球（LI=0.14±0.17），表1。
两组对象的主要语言功能区优势侧半球情况（例）
两组对象的主要语言功能区优势侧半球情况（例）
| 组别 | 例数 | 语义理解 | 朗读单字 | 听力理解 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 左侧 | 右侧 | 无 | 左侧 | 右侧 | 无 | 左侧 | 右侧 | 无 | ||
| 病变组 | 14 | 13 | 1 | 0 | 6 | 5 | 3 | 10 | 2 | 2 |
| 对照组 | 9 | 8 | 0 | 1 | 5 | 0 | 4 | 7 | 0 | 2 |
| 合计 | 21 | 1 | 1 | 11 | 5 | 7 | 17 | 2 | 4 | |
对照组共有0/27次（0%）主要语言区为右侧半球优势，而病变组共有8/42（19%）次主要语言区为右侧半球优势，两者差异有统计学意义（χ2=5.73，P=0.019）。位于优势半球的脑动静脉畸形患者，其主要语言区更容易发生功能区的重塑。
脑AVM为先天性病变，好发于20~40岁青壮年，AVM破裂导致脑出血不仅严重危害患者生命，还可导致偏瘫、失语等神经功能缺失，给患者家庭甚至社会带来沉重的负担。随着影像学技术的发展，未破裂AVM的检出率逐年升高。对于语言中枢附近病变，如何在切除病变的同时最大程度的保留患者语言功能一直是神经外科研究的重要课题。清醒手术或术中麻醉唤醒下皮质电刺激（ECS）是脑语言功能区判断的金标准，但是具有有创性，且不能在术前提供有效信息从而帮助神经外科医生评估手术风险及制定手术策略。目前，fMRI因其无创性特点已成为术前语言功能区定位的主要手段。对于脑AVM患者，虽然有研究认为，畸形血管团的盗血作用会使病变周围脑组织神经血管活动失偶联，从而影响fMRI的准确性[3]。然而，大多数研究在比较了fMRI与ECS及Wada试验结果后认为，fMRI是一种可靠的成像方式[2,4,5]。例如，Lee等[2]分析了15例AVM和7例海绵状血管畸形患者的fMRI数据，其中8例进行了Wada测试，在8例患者中fMRI的语言功能区偏侧化结果与Wada试验相同。Wang等[5]比较了43例AVM患者fMRI与术中ECS结果，发现fMRI对运动功能区的定位具有很高的灵敏性。最新研究表明，脑AVM距离功能区5 mm是手术的安全距离[6]。
Broca区和Wernicke区是目前国内外公认的语言功能区。以象形文字为特点的汉语同西方拼音文字其语言中枢有所差异。Siok等[7]研究表明，左侧额中回在汉字字形到音节、字形到语义等理解过程中起着重要作用。既往研究表明，在脑AVM、肿瘤、卒中等疾病模式下，语言功能区会发生重塑[8,9,10]。重塑的区域及强弱与病变的性质、时程、起病缓急等多种因素有关。Duffau[11,12]研究显示，对于低级别胶质瘤，功能区重塑的模式可分为肿瘤侵犯的脑组织内、肿瘤周围脑组织、病变同侧远隔部位脑组织及对侧脑组织等4种类型，这4种类型亦可相互重叠。由于汉语加工机制的复杂性及代偿模式的不确定性，有必要术前对位于功能区的病变进行个体化多语言任务功能磁共振成像。
脑AVM作为先天性脑血管疾病，其功能代偿往往比较完全。本组14例患者均未出现语言功能障碍。本研究志愿者组主要语言中枢均无右侧半球优势。相对于正常对照组而言，优势半球AVM主要语言区更容易发生对侧半球的功能重塑，且重塑的位置多位于语言功能区镜像位置。语言中枢的重塑位置及范围可能与病变本身的大小及部位有关，尚待进一步研究。对于每例患者而言，不同的语言任务，其优势半球侧别可能并不相同。本组14例患者中1例为2项语言任务中枢为右侧半球优势，6例为1项语言任务中枢为右侧半球优势。因此，术前通过fMRI全面的评估患者的语言功能区的位置及半球优势侧别对于评估手术风险及制定手术策略具有极其重要的意义。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
