一、背景
人類腫瘤的診治迄今仍是一個難題，當發生在依然未全知的中樞神經系統（CNS）時，無疑又增添了迷惑和複雜。儘管如此，醫學理論的發展與技術的進步，不同學科的交叉與融合，先驅們的開拓與醫學同仁們努力，還是使CNS腫瘤診治成為現代醫學的一個亮點。從Cushing和Bailey（1926年）依據胚胎殘餘學說對CNS腫瘤進行系統分類開始，CNS腫瘤病理分類已由WHO主導更新到第四版（2007年），除了精確註釋了CNS腫瘤組織病理學特點，還歸納了腦腫瘤發生與發展的基因學特徵（geneticprofile）。從Dandy發明氣腦造影（1918年）和Moniz的腦血管造影（1927年）通過間接影像推斷腦腫瘤開始，當今影像學診斷已從明確腫瘤病種深入到嘗試對腫瘤亞型的擬診和腫瘤生物學特性的描述，並直觀展示了腫瘤同白質傳導束的關係、皮層功能區的定位和腫瘤的分子及代謝資訊。從Macewen在英國格拉斯哥肉眼成功實施腦腫瘤手術（1897年）開始，當今顯微外科、神經內鏡、影像引導等技術攻破了肉眼手術的禁區，促進了“神經功能保護前提下最大限度的腫瘤切除”手術理念的提出。
在CNS腫瘤的臨床處理中，是否還有機會對腫瘤進行積極的外科干預這是要首先回答的問題，惡性腫瘤尤為如此，手術切除往往是綜合治療的起始和主要步驟。文獻報道，對於未經治療或治療後復發的膠質母細胞瘤病人，切除98％或以上的腫瘤組織是具有顯著意義的生存預測因素；切除至少78％的腫瘤負荷，才能改善病人的手術結局。當我們在描述切除多少腫瘤才能使病人生存獲益時，更多關注的是腫瘤與腦的結構關係及腫瘤的解剖性切除，依據頭顱CT和MRI等傳統影像所顯示的腫瘤自身及與腦結構的解剖細節，在顯微手術技術的幫助下，基本可以實現最大範圍的切除腫瘤的手術目標。但惡性CNS腫瘤常瀰漫浸潤性累及腦功能區及深部結構，僅憑上述技術手段和醫生的個人經驗，使術中的“神經功能保護”具有很大的不確定性。因此，為維持術後神經功能而降低腫瘤切除程度成為了神經外科醫生不得已的“妥協”。
從廣義上講，腦重要功能區（eloquentareas）是指維持人類整體功能必不可少的所有皮層區域（包括語言區、運動區、視覺區、以及感覺區）、丘腦及基底節區、腦幹和小腦深部神經核團等。在CNS腫瘤手術中對腦功能的保護，主要有三個方面困難：腦功能仍有未知領域、腦功能區存在個體生理差異和CNS腫瘤對腦功能區位置存在病理干擾。
我們以語言功能為例，分析一下為什麼我們對腦功能還未完全瞭解。事實上，“eloquent”借用的是拉丁語的“eloquens”，在英文裡的對應詞彙是“fluent”，亦即語言的流暢。狹義理解“eloquentareas”，就是指能夠使人語言流暢表達的腦區。經典理論認為，語言中樞定位於優勢半球的Broca區、Wernicke區和角回及緣上回。這些腦區在聽音與語義對應、語言理解、詞彙表達與發音控制之間的網路協調，構成了Wernicke-Lichtheim-Geschwind模型。但這一模型不能解釋一部分複雜失語，對語法、語音、語義等闡述也不足。研究已經發現，Broca區和Wernicke區不是單一功能的腦區，其中可能存在更為精細的功能劃分;其他腦區如基底節甚至右側半球等部位也均參與語言處理；顳上回是一個功能活躍的區域，右側顳葉至少在言語理解方面具有重要作用。因此，我們人類語言功能的認識還有很多未知要回答。
除了腦功能區存在生理性的個體差異外，在病理情況下，腫瘤可以扭曲、移位或破壞腦功能結構亦或重塑神經功能。因而，術中依靠傳統解剖標誌定位功能皮層並不可靠，精確空間定位腦深部病變及與白質纖維的關係也有困難，影響了對累及腦功能區及腦深部腫瘤手術切除的效果。影像引導及神經功能引導的神經外科手術時代的來臨，支援我們在CNS腫瘤手術觀念上發生轉變，即由“在腦組織中對腫瘤進行手術”，轉變成“對生長了腫瘤性病變的腦組織進行手術”。上述表述完全不是語序上的遊戲，而是需要解決下述技術難題：如何對生長了腫瘤的腦區進行功能評估？如何追蹤腫瘤周圍的白質傳導束走行及腦功能區之間的神經纖維聯絡？如何實現術中的實時引導？醫院神經外科在CNS腫瘤手術治療的臨床實踐中，已率先踐行轉變手術理念。
二、腫瘤累及腦區的術前功能評估：
（1）任務態功能MRI（task-basedfunctionalMRI）是以脫氧血紅蛋白的磁敏感性效應為基礎，在MRI檢查時，受試者完成相應的功能任務（運動、感覺、情緒和認知等大腦啟用測試），與血氧水平依賴性功能MRI（bloodoxygenleveldependentfunctionalMRI,BOLD-fMRI）的基線訊號對比，分析判斷運動、感覺、語言和視覺皮層區功能，定位標識在MRI影象上。
（2）靜息態（resting-state）fMRI是在無刺激或任務啟用的靜息狀態下，測量BOLD訊號自發的低頻波動，採集大腦自發神經元活動，研究不同腦區的同步啟用來反映腦的功能構築。靜息態fMRI可以用於不能配合任務態MRI檢查的患者進行皮層功能區定位，如兒童患者、精神症狀或藥物鎮靜患者、肢體癱或失語等神經功能缺失的患者。臨床應用研究初步證實，靜息態fMRI獲取的運動皮質與任務態fMRI、直接皮質電刺激結果類似。
（3）經顱磁性刺激（transcranialmagneticstimulation）：是一種非損傷性的方法，用於頂葉腫瘤術前運動皮層的功能定位。導航經顱磁性刺激技術融合了經顱磁性刺激、肌電圖和神經導航的原理。在神經導航的幫助下，受到經顱磁性刺激並引發肢體肌電反應的確切皮層位置可被記錄下來，用於指導運動區腫瘤手術的安全切除。
三、術前纖維束示蹤成像
纖維束示蹤成像依賴於各向異性來測量沿白質纖維束的水擴散的方向性，併產生一個三維影象直觀顯示出皮質脊髓束、弓狀束和/或視放射等白質內的關鍵纖維束，可以反映腫瘤對纖維束的壓迫、推移或破壞，是評估腫瘤累及白質纖維束的一種較可靠方法。纖維束示蹤成像還可以幫助分析，我們感興趣的腦區之間的神經纖維聯絡，以及在手術路徑上皮質下神經纖維的走行。
四、術中影像及神經功能的實時引導
（1）多模態醫學影像的三維融合：術前獲得的CNS腫瘤及腦結構與功能影象可以進行融合重建，以三維視覺化方式顯示CNS腫瘤影像、顱內的動、靜脈血管系統、腦功能區的位置、白質纖維束的走行及與腫瘤的毗鄰關係。核磁共振成像資訊也可以和PET-CT所提示的代謝影像進行同步融合。計算機所建立的三維立體的虛擬現實環境，可以幫助神經外科醫生術前制定手術計劃，三維視覺化定位擬切除的腫瘤靶標並選擇最適合切除方式。多模態三維神經導航技術還可以在CNS腫瘤手術中提供互動式動態資訊反饋，指導醫生在三維影像引導下實現腦腫瘤手術的微創理念。但需要指出的是，由於三維影像引導的影象是以術前影像資料為基礎的，所以互動式資訊反饋並不能反應術中實時的影像。由於硬膜的開放、腦脊液的流失、病灶的切除所造成的腦漂移將影響這項技術的可靠性。
（2）喚醒手術與直接電刺激：在喚醒手術中，病人在清醒狀態下，接受皮質電刺激，根據在感覺區和運動區會造成興奮性效應，在語言去和記憶去會造成抑制性效應，完成腦功能的定位，標記腦功能圖（brainmapping），是腦功能區定位技術的金標準。喚醒手術結合直接電刺激，還可以在術中識別纖維束走形及功能區的皮層下神經纖維聯絡，實現在腦膠質瘤切除術中腦功能皮質及皮質下功能通路的精確定位和實時保護。
（3）術中核磁共振成像（intraoperativeMRI,iMRI）由於能夠在術中對病人進行MRI掃描，克服了應用術前影像資料進行神經導航易出現腦漂移的缺陷。醫生可以iMRI掃描結果，術中分析腫瘤切除程度及潛在的神經功能影響，並判定是否需要繼續切除。iMRI還可以早期發現術中併發症，如出血、腦室梗阻和腦缺血，並及時處理。
（4）術中超聲檢查：在CNS腫瘤手術中，術中超聲與神經導航系統整合，可以對腫瘤、鄰近的腦室和腫瘤外周血管進行較好地定位和呈現，顯示腦腫瘤的實時影像，引導手術切除。術中超聲同iMRI比較，還具有裝置費用低、使用靈巧方便、檢查時間短、汙染機會少等優點。
（5）熒光介導的CNS腫瘤手術：病人口服5-氨基乙醯丙酸（5-aminolevulinicacid，5-ALA），5-ALA通過血紅素合成途徑代謝成帶熒光的原卟啉IX。高級別膠質瘤中積聚原卟啉IX而正常腦組織中含量非常低，藉助於發射波長為400nm藍光手術顯微鏡，可以在藍色的腦組織背景中，識別紅色的腫瘤組織，同其他影像和神經功能實時引導技術結合，有利於腫瘤的識別切除及神經功能的保護。
醫學是個動態發展的學科，從CNS腫瘤手術相關技術的發展上也得到了充分的體現。臨床醫生是CNS腫瘤診治的實踐者，我們唯有時刻關注CNS腫瘤研究和轉化醫學的進步，不斷更新自己關於CNS腫瘤診治的理論與技術知識，認真把握CNS腫瘤診治原則，才能將CNS腫瘤的診治提高到新水平，最終惠及病人。
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