基于圖論的膠質瘤患者腦結構網絡分析

劉明航，攸 娜，楊晨軒，趙 愷，趙 悅，許百男解放軍醫學院，北京 00853；解放軍總醫院第一醫學中心神經外科醫學部，北京 00853

膠質瘤是顱內常見的惡性腫瘤，具有較強的侵襲性，往往在腦內呈浸潤生長，對大腦局部或整體造成功能損害，常見癥狀包括偏癱、失語等[1-2]。腫瘤位置的不同常會引起不同的臨床癥狀，功能區與非功能區腫瘤手術最終切除程度和術后生存期常有很大差異。既往有研究表明，大腦可對病變造成的局部損傷進行神經重塑[3-5]，當腫瘤位于語言區時，患者仍有可能具有良好的語言能力[6-7]，表明大腦在受到損傷后出現了神經傳導通路的重塑，深入研究大腦的神經可塑性對延長膠質瘤患者生存期、改善患者生活質量具有重要意義。

臨床上對于膠質瘤的術前定位及研究依賴于無創性神經影像技術，其中功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)、擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、正電子射線斷層掃描等應用最為廣泛[8-11]。DTI 是一種可用來描述大腦結構的成像手段[12-14]，主要用于對白質纖維束的觀察和追蹤，腦發育和腦認知功能的研究，指導腦部手術的術前計劃和術后評估。由于膠質瘤細胞常侵襲白質纖維束，導致局部功能失連接，進而引起一系列功能障礙，因此可通過DTI 對大腦的結構網絡進行研究，觀察其整體大腦的模式變化和神經重塑情況[15-17]。雖然既往對于神經重塑的研究已有不少發現[18-24]，但對于膠質瘤人群的該方面研究較少。本文通過DTI 基于圖論的方法構建大腦結構網絡，研究處于不同位置的膠質瘤對于大腦結構網絡的影響，進而分析大腦可塑性的機制[25]，采用基于圖論的方法分析膠質瘤患者腦結構網絡屬性，有助于理解腫瘤對大腦局部和整體腦區之間信息傳導的影響。

資料與方法

1 研究對象 本研究中所有受試者均來自解放軍總醫院第一醫學中心神經外科2018 年1 月 - 2020年12 月收治的膠質瘤患者。納入標準：(1)經病理學檢查確定為膠質瘤的初診患者；(2) 右利手；(3)無心臟起搏器、神經刺激器、人工金屬心臟瓣膜、體內順磁性金屬異物置入，無嚴重幽閉恐怖癥、重度高熱等MRI 采集禁忌證，能配合完成MRI檢查。排除標準：(1) 無法配合完成MRI 掃描；(2)其他精神疾病、神經系統疾病；(3)嚴重軀體疾病、腦外傷、昏迷史；(4) 頭顱結構MRI 異常；(5) MRI 掃描禁忌證；(6)曾經歷過顱腦手術治療。

2 MRI 檢查方法 所有患者影像數據均為患者常規診療過程中應用的磁共振影像，磁共振數據均由影像科技師操作采集，患者進行磁共振掃描時有家屬及臨床醫師陪同。所有受試者均采用德國西門子Espree 1.5 T 場強超導型MR。DTI 采用單次投照彌散加權自旋回波序列。 序列參數：回波時問147 ms，重復時間9400 ms，矩陣尺度128 ×128，視場251 mm × 251 mm，層厚3 mm， 帶寬1502 Hz/px。彌散權重(high b value) 1000 s/ram2，進行12 個方向的彌散加權成像，同時進行1 次0 彌散加權(bO，low b value：0 s/mm2)成像用于后期處理時消減成像區域外周噪聲。體素大小為1.9 mm × 1.9 mm × 3.0 mm。連續無間隔采集40 層，共采集5 次，以提高信噪比，總掃描時間約10 min。

3 腫瘤所在腦葉劃分 本研究基于腫瘤所處的位置將所有患者分為額葉、顳葉、頂葉三組，本操作通過參考患者的磁共振T2 及FLAIR 序列在ITK snap 上完成。以中央后溝以及顳上溝為邊界，腫瘤主體的50%以上位于中央后溝及以前的劃分為額葉，腫瘤主體的50%以上位于中央后溝后方以及顳上溝上部的劃分為頂葉，腫瘤主體的50%以上位于顳上溝下部的劃分為顳葉。

4 數據處理方法

4.1 結構像數據處理 對T1 像進行顱骨剝脫得到腦組織圖像，應用ITK snap 對腫瘤進行描畫，期間參考個體的T2 像及Flair 像，使用SPM12 對患者的結構像以及腫瘤mask 像分別進行配準以及歸一化處理，進而得到消除腫瘤密度影響的T1 結構像，再通過MRtrix3 軟件包將被試的解剖像分為5 種組織(皮質、皮質下、白質、腦脊液和病變組織)，將得到的結構像配準到個體彌散空間，進而確定灰、白質交界點，將灰質與白質的交界點作為纖維束重建開始的種子點。

4.2 腦區節點劃分 本研究采用自動解剖標定模板(automated anatomical labeling，AAL) 作為腦分區模板，將大腦皮質劃分為90 個腦區(左右半球各45 個腦區)，因為使用的AAL 模板處于MNI 空間，因此需要得到個體彌散像與MNI 空間的轉化矩陣，首先將TI 結構像線性配準至彌散像上，將個體解剖像上述步驟中的腫瘤mask 圖像通過ANTs 軟件包進行消除密度處理，將配準后的T1 結構像非線性配準至MNI 空間，同時將消除密度影響的腫瘤mask 圖像應用到該步驟中，進而得到轉化矩陣，將該轉化矩陣求逆得到逆矩陣，最后將該逆矩陣應用到患者的彌散像上，即可得到配準至個體空間的AAL 腦區模板，作為腦網絡矩陣構建的節點。

4.3 彌散像數據處理 彌散像的預處理均在MRtrix3 工具包中進行，主要包括空間降噪、吉布斯環偽影去除、頭動矯正和畸變矯正、偏倚場矯正。預處理完成后，構建二值化的大腦mask，以提高流線的可信度以及減少計算時間，然后分別對彌散像中的白質、灰質、腦脊液進行反應函數的計算，得到各組織的反應函數后，即可進行計算體素的纖維方向，因為部分區域纖維走行方向不唯一，因此采用msmt_csd 方法確定纖維走行方向，對得到的FOD 進行密度標準化，以便于進行組分析，使用概率性追蹤算法進行纖維束追蹤，作為腦網絡矩陣構建的邊。

4.4 全腦網絡構建 通過以上步驟分別得到了個體水平的大腦網絡節點和邊，大腦網絡矩陣的構建在MRtrix3 工具包中完成。

4.5 腦網絡參數分析 得到被試的大腦網絡矩陣后，后續腦網絡參數提取在MATLAB 工具包的Gretna 軟件中進行。網絡稀疏性閾值定義為實際邊緣數除以網絡中最大可能邊緣數的比率，本研究網絡稀疏性的范圍設置為0.1 ~ 0.4，閾值間隔為0.01，因為目前暫無金標準選擇一個閾值，因此本研究計算了所有閾值下的參數，選擇能表現所有節點的網絡屬性并確保最佳小世界網絡屬性的閾值，最終確定選取閾值為0.32。分析的全局參數包括小世界屬性、最短路徑長度(the shortest path length，Lp)、聚類系數(clustering coefficient，Cp)、全局網絡效率(network efficiency，Eg)、局部效率(local efficiency，Eloc)以及4 個局部節點參數——介數中心性(betweenness centrality，NBc)、度中心性(degree centrality，NDc)、節點全局效率(nodular global efficiency，NEg)、節點最短路徑長度(nodular shortest path length，NLp)。

5 統 計 學分 析 使 用SPSS 26.0 和R3.5.3 進 行統計分析，計量資料以xˉ±s表示，數據符合正態性檢驗和方差齊性時，采用t檢驗和單因素方差分析, 使用LSD 檢驗進行組間多重比較，當不符合正態性檢驗或方差不齊時，采用Kruskal-WallisH檢驗，使用Tamhane T2 檢驗進行組間多重比較。P＜0.05 為差異有統計學意義。

結 果

1 研究對象一般資料 共收集顱內不同部位膠質瘤患者113 例，經篩查4 例因腫瘤侵襲至對側被排除，剩余男性76 例，女性33 例，平均年齡(50.92 ± 14.46)歲。腫瘤位于額葉55 例，顳葉40 例，頂葉14 例。WHO 2 級48 例，WHO 3 級19 例，WHO 4 級42 例。

2 全局拓撲屬性分析

2.1 全局參數整體比較 三組之間的方差分析結果顯示全局拓撲屬性(Lp、Cp、Eg、Eloc)均表現為差異有統計學意義(P＜0.05)。三組之間的標準化聚類系數、標準化最短路徑長度和小世界屬性無統計學差異(P＞0.05)，大腦結構網絡的聚類系數與對應隨機網絡聚類系數的比值均大于 1(γ＞1)，平均路徑長度與對應隨機網絡近似相等(λ≈1)，σ 值也均大于1，額、顳、頂三組均表現出典型的小世界網絡屬性(σ＞1，高聚類系數和短路徑長度)。見表1、圖1。

圖1 額葉膠質瘤、顳葉膠質瘤、頂葉膠質瘤三組間全局參數比較(組別1：頂葉膠質瘤組；組別2：顳葉膠質瘤組；組別3：額葉膠質瘤組)A：三組間聚類系數指標比較；B：三組間最短路徑長度比較；C：三組間全局效率比較；D：三組間局部效率比較Fig.1 Comparison of global parameters among frontal lobe glioma,temporal lobe glioma and parietal lobe glioma (Group 1:parietal lobe glioma group; Group 2: temporal lobe glioma group; Group 3: frontal lobe glioma group)A: cluster coefficient index comparison among the three groups; B: shortest path length comparison among the three groups; C: global efficiency comparison among the three groups; D: local efficiency comparison among the three groups

表1 全局拓撲屬性比較Tab. 1 Comparison of global topology attribute

2.2 全局參數組間兩兩比較 腫瘤分別位于額、顳、頂葉時，三組之間聚類系數指標的比較結果顯示：額、顳葉腫瘤患者的全局聚類系數指標差異無統計學意義(P=1.000)，而額、頂(P=0.001)以及顳、頂(P=0.001)組間差異有統計學意義(圖1A)。最短路徑長度組間比較結果顯示：額、頂(P=0.004) 以及額、顳(P=0.002) 組間差異有統計學意義，當腫瘤位于顳、頂葉時組間差異無統計學意義(P=0.665)(圖1B)。全局效率組間比較結果顯示：額、頂(P=0.004) 以及額、顳(P=0.002)組間差異有統計學意義，當腫瘤位于顳、頂葉時組間差異無統計學意義(P=0.663)(圖1C)。局部效率組間比較結果顯示：額、顳葉腫瘤患者的局部效率指標差異無統計學意義(P=0.944)，而額、頂(P=0.001) 以及顳、頂(P=0.001) 組間差異有統計學意義(圖1D)。

3 節點網絡屬性分析

3.1 節 點 介數 中 心性 額 葉 膠質 瘤、顳 葉膠 質瘤、頂葉膠質瘤三組間部分節點的介數中心性存在差異，差異有統計學意義(P＜0.05)。見圖2。

圖2 額葉膠質瘤、顳葉膠質瘤、頂葉膠質瘤三組間節點的介數中心性比較(紅色小球表示組間比較升高的腦區，綠色小球表示組間比較降低的腦區。小球越大，表示升高或降低越顯著；小球間連接線越粗，表示兩節點間連接強度越強)A：額葉膠質瘤組與顳葉膠質瘤組的比較；B：額葉膠質瘤組與頂葉膠質瘤組的比較；C：顳葉膠質瘤組與頂葉膠質瘤組的比較Fig.2 Comparison of the centrality of nodes among frontal lobe glioma, temporal lobe glioma and parietal lobe glioma (The red ball represents the elevated brain area of comparison between the groups, and the green ball indicates the decreased brain area of comparison between the groups. The larger the ball, the more obvious it is to rise or decrease. The thicker the connection line between the balls, the stronger the connection between the two nodes)A: comparison between frontal lobe glioma group and temporal lobe glioma group; B: comparison between frontal lobe glioma group and parietal lobe glioma group; C: comparison between temporal lobe glioma group and parietal lobe glioma group

與顳葉膠質瘤組相比，額葉膠質瘤組的NBc 在海馬回(R)、杏仁核(L，R)、枕下回(R)、豆狀殼核(L)、豆狀蒼白球(L，R)、丘腦(L)顯著升高，而在背外側額上回(L)、額中回(L，R)、島蓋部額下回(R)、三角部額下回(L，R)、眶部額下回(L，R)、海馬旁回(L，R)、梭狀回(L)、顳中回(L，R)顯著下降(圖2A)。

與頂葉膠質瘤組相比，額葉膠質瘤組的NBc 在眶內額上回(L)、海馬(R)、枕上回(L)、枕中回(L)、枕下回(L，R)、頂下緣角回(R)、緣上回(R)、角回(R) 升高，在背外側額上回(R)、眶部額下回(R)、內側額上回(L)、內側和旁扣帶腦回(R)、楔葉(L)、舌回(L，R)、尾狀核(L，R)、丘腦(R)顯著下降(圖2B)。

與頂葉膠質瘤組相比，顳葉膠質瘤組在島蓋部額下回(R)、眶內額上回(R)、前扣帶與旁扣帶腦回(R)、后扣帶回(L)、枕上回(L)、梭狀回(L)、頂下緣角回(L)、緣上回(R)、角回(L，R)顯著升高，而在杏仁核(L)、楔葉(L)、尾狀核(L)、丘腦(R)顯著下降(圖2C)。

3.2 節點度中心性 額葉膠質瘤、顳葉膠質瘤、頂葉膠質瘤三組間部分節點的介數中心度存在差異，差異有統計學意義(P＜0.05)。見圖3。

圖3 額葉膠質瘤、顳葉膠質瘤、頂葉膠質瘤三組間節點的度中心性比較(紅色小球表示組間比較升高的腦區，綠色小球表示組間比較降低的腦區。小球越大，表示升高或降低越顯著；小球間連接線越粗，表示兩節點間連接強度越強)A：額葉膠質瘤組與顳葉膠質瘤組的比較；B：額葉膠質瘤組與頂葉膠質瘤組的比較；C：顳葉膠質瘤組與頂葉膠質瘤組的比較Fig.3 Comparison of degree centrality of nodes among frontal lobe glioma, temporal lobe glioma and parietal lobe glioma (The red ball represents the elevated brain area of comparison between the groups, and the green ball indicates the decreased brain area of comparison between the groups. The larger the ball, the more obvious it is to rise or decrease. The thicker the connection line between the balls, the stronger the connection between the two nodes)A: comparison between frontal lobe glioma group and temporal lobe glioma group; B: comparison between frontal lobe glioma group and parietal lobe glioma group; C: comparison between temporal lobe glioma group and parietal lobe glioma group

與顳葉膠質瘤組相比，額葉膠質瘤組的NDc在額上回、額中回、額下回以及扣帶回周圍皮質顯著下降，而在海馬(L，R)、杏仁核(L，R)、枕上回(L)、枕中回(L)、枕下回(L)、中央旁小葉(R)、豆狀核(L，R)、顳上回(L)、顳中回(L)、顳下回(L)表現為顯著升高(圖3A)。

與頂葉膠質瘤組相比，額葉膠質瘤組的NDc在中央前回(R)、后扣帶回(L)、海馬(R)、枕中回(L，R)、頂上回以及角回周圍皮質(L，R)顯著升高，而在額上回(L，R)、額中回(L，R)、額下回(L，R) 以及扣帶回(L，R) 周圍皮質顯著下降(圖3B)。

與頂葉膠質瘤組相比，顳葉膠質瘤組的NDc主要在中央前回(R)、扣帶回(L)、枕上回(L，R)、頂上回(L，R)、緣上回(R)、楔前葉(L，R)周圍皮質表現為升高(圖3C)。

3.3 節點全局效率 額葉膠質瘤、顳葉膠質瘤、頂葉膠質瘤三組間部分節點的全局效率存在差異，差異有統計學意義(P＜0.05)。見圖4。

圖4 額葉膠質瘤、顳葉膠質瘤、頂葉膠質瘤三組間節點的全局效率比較(紅色小球表示組間比較升高的腦區，綠色小球表示組間比較降低的腦區。小球越大，表示升高或降低越顯著；小球間連接線越粗，表示兩節點間連接強度越強)A：額葉膠質瘤組與顳葉膠質瘤組的比較；B：額葉膠質瘤組與頂葉膠質瘤組的比較；C：顳葉膠質瘤組與頂葉膠質瘤組的比較Fig.4 Comparison of global efficiency of nodes among frontal lobe glioma, temporal lobe glioma and parietal lobe glioma (The red ball represents the elevated brain area of comparison between the groups, and the green ball indicates the decreased brain area of comparison between the groups. The larger the ball, the more obvious it is to rise or decrease. The thicker the connection line between the balls, the stronger the connection between the two nodes)A: comparison between frontal lobe glioma group and temporal lobe glioma group; B: comparison between frontal lobe glioma group and parietal lobe glioma group; C: comparison between temporal lobe glioma group and parietal lobe glioma group

與顳葉膠質瘤組相比，額葉膠質瘤組的Neg在海馬(L，R)、杏仁核(L，R)、枕下回(L，R)、豆狀核(L，R)、顳上回(L，R)、顳中回(L)、顳下回(L) 顯著升高，而在額上回(L，R)、額中回(L，R)、額下回(L，R)、扣帶回(L，R) 顯著下降(圖4A)。

與頂葉膠質瘤組相比，額葉膠質瘤組的Neg在中央前回(R)、后扣帶回(L)、楔葉(R)、枕上回(L，R)、枕中回(L，R)、中央后回(R)、頂上回(L，R)、頂下緣角回(L，R)、緣上回(R)、角回(L，R)、楔前葉(L，R) 顯著升高，而在額上回(L，R)、額中回(L，R)、額下回(L，R)、前扣帶與旁扣帶回(L，R)、尾狀核(L，R) 處顯著下降(圖4B)。

與頂葉膠質瘤組相比，顳葉膠質瘤組的Neg在中央前回(R)、內側和旁扣帶回(L)、后扣帶回(L)、枕上回(L，R)、中央后回(R)、頂上回(L，R)、頂下緣角回(L，R)、角回(L，R)、楔前葉(L，R)、中央旁小葉(L)顯著升高，在杏仁核(L，R)、尾狀核(L)、豆狀核(L，R)、丘腦(L，R)、顳上回(L，R)、顳下回(L)顯著下降(圖4C)。

3.4 節點最短路徑長度 額葉膠質瘤、顳葉膠質瘤、頂葉膠質瘤三組間部分節點的最短路徑長度差異有統計學意義(P＜0.05)。見圖5。

圖5 額葉膠質瘤、顳葉膠質瘤、頂葉膠質瘤三組間節點的最短路徑長度比較(紅色小球表示組間比較升高的腦區，綠色小球表示組間比較降低的腦區。小球越大，表示升高或降低越顯著；小球間連接線越粗，表示兩節點間連接強度越強)A：額葉膠質瘤組與顳葉膠質瘤組的比較；B：額葉膠質瘤組與頂葉膠質瘤組的比較；C：顳葉膠質瘤組與頂葉膠質瘤組的比較Fig.5 Comparison of the shortest path length among frontal lobe glioma, temporal lobe glioma and parietal lobe glioma (The red ball represents the elevated brain area of comparison between the groups, and the green ball indicates the decreased brain area of comparison between the groups. The larger the ball, the more obvious it is to rise or decrease. The thicker the connection line between the balls, the stronger the connection between the two nodes)A: comparison between frontal lobe glioma group and temporal lobe glioma group; B: comparison between frontal lobe glioma group and parietal lobe glioma group; C: comparison between temporal lobe glioma group and parietal lobe glioma group

與顳葉膠質瘤組相比，額葉膠質瘤組的NLp在背外側額上回(L，R)、眶部額上回(R)、額中回(L，R)、額下回(L，R)、輔助運動區(L)、內側額上回(L，R)、扣帶回(L，R)、顯著升高，在海馬(L，R)、杏仁核(L，R)、枕中回(L)、枕下回(L)、豆狀核(L，R)、顳上回(L，R)、顳中回(L)、顳下回(L)顯著下降(圖5A)。

與頂葉膠質瘤組相比，額葉膠質瘤組的NLp在額上回(L，R)、額中回(L，R)、額下回(L，R)、前扣帶與旁扣帶腦回(L，R)、尾狀核(R)顯著升高，在中央前回(R)、后扣帶回(L，R)、枕上回(L，R)、枕中回(L，R)、枕下回(R)、頂上回及角回周圍皮質(L，R)顯著下降(圖5B)。

與頂葉膠質瘤組相比，顳葉膠質瘤組的NLp在回直肌(R)、海馬(L)、杏仁核(L，R)、尾狀核(L)、豆狀核(L，R)、顳上回(L，R)、顳下回(L)顯著升高，在中央前回(R)、扣帶回(L)、枕上回(L，R)、頂上回及角回周圍皮質(L，R)顯著下降(圖5C)。

討 論

膠質瘤患者大腦的功能網絡連接損害程度與腫瘤的性質和級別有關，但其背后的神經機制還沒有明確定論。有研究認為，膠質瘤對周圍組織的侵襲可對白質纖維束造成損害并改變病灶周圍血管連接，導致各種功能缺失[26-29]。通過對膠質瘤患者大腦結構網絡的研究，進一步揭示膠質瘤患者神經功能網絡及結構網絡的變化，探索神經可塑性的可能機制，給予臨床個體患者更特異性的治療指導，以期最終可以改善膠質瘤患者的生活質量和最終結局。對于膠質瘤患者，當清楚了解其神經網絡變化后，可為手術醫師提供手術決策指導，使其了解病變周圍功能區以及相應功能的代償情況，最終在最小損傷的前提下實現病變最大化切除。

腦結構連接分析展示了處于不同腦葉位置的腫瘤對網絡連接屬性連接性的影響，眾多受影響的節點至少會有一個是位于病變周圍，這也表明腫瘤對微結構完整性的影響與鄰近病變的結構有關，節點之間連接性的改變值得進一步探索，一個解釋是健側腦區幫助患側腦區進行神經重塑，另一個解釋是腫瘤體積效應的存在使得患側腦區的纖維密度增加，使得節點之間的連接屬性發生變化[30-32]，此外瘤周水腫也對纖維連接起到一定的影響作用[33]。有研究發現，對于顱內腫瘤患者，與健側大腦的結構網絡屬性相比，其病變側大腦的局部指標增加，纖維數量也有所增長，這與腫瘤生長過程中患側半球發生神經重塑有關[34-36]。

既往對于膠質瘤患者的腦網絡研究大多集中于fMRI 產生的功能腦網絡[37-40]，對于該類群體結構腦網絡的研究較少，膠質瘤可破壞皮質下纖維的神經功能結構，了解腫瘤對于皮質下腦白質纖維束的影響對研究大腦的神經可塑性甚至比皮質功能的研究更有價值。圖論是數學的一個分支，其在大腦的結構和功能進行網絡化分析中具有重要作用，是未來我們進一步理解大腦的一個不可或缺的工具[41-42]，本文基于圖論來表征腦網絡的拓撲關系，比較不同位置兩兩之間腦網絡整體模態的變化來觀察腫瘤位置對于大腦結構的影響。研究發現，當膠質瘤處于不同腦葉時，其大腦網絡拓撲屬性(介數中心性、度中心性、聚類系數、最短路徑長度、全局效率、局部效率和小世界屬性)均發生了不同程度的改變，這些發現表明腫瘤對腦結構網絡的影響，這可能有助于揭示腦組織對神經腫瘤產生功能影響的代償和可塑性機制，并指導該病的手術決策和遠期預后。

首先，我們通過對膠質瘤患者大腦全局拓撲屬性進行比較，結果顯示各組之間的全局拓撲屬性指標均有統計學差異，表明腫瘤處于不同位置時，其對大腦整體結構網絡的影響不盡相同，但大腦網絡仍保留有小世界屬性，這可能與大腦對局部損傷產生了神經結構重塑有一定聯系[43-47]。三組之間的指標兩兩比較結果顯示，在四個全局拓撲屬性指標下，頂葉膠質瘤組網絡屬性指標均表現出現高于額、顳葉膠質瘤組，表明頂葉膠質瘤可能存在更穩定的網絡信息傳輸整體效率的提高以及大腦功能連通性的增強，提示頂葉病變可能對全腦功能的影響更小。

其次，我們比較膠質瘤患者局部節點拓撲屬性變化，發現當腫瘤處于不同腦葉位置時，局部節點的腦網絡指標(介數中心度、度中心度、全局效率、最短路徑長度)均表現出差異，表明不同位置膠質瘤具有不同的節點模式。腫瘤對于腦網絡的影響不僅局限于病變處，對于顱內其他腦區同樣會造成影響，且根據顱內病變所處腦葉的不同，其對其他腦區的影響也表現出不同的結果。有研究報道在做第1 次膠質瘤切除時通過術中直接電刺激發現瘤周存在功能區，但第2 次手術時發現這些區域已不再存在功能，這也表明了在病變生長過程中發生的神經可塑性[48-50]。在本研究中觀察到的節點網絡屬性改變也是由于神經可塑性機制的存在，應進一步研究病變對側腦區拓撲網絡屬性，以更好地理解相關節點網絡屬性改變的機制。

本研究也有一些不足之處需要在未來的研究中解決：(1) 盡管本研究已盡力收集較大的樣本量，但仍不足以完全展現大腦連接屬性的改變，因此需要一個更大樣本量的重復研究，以驗證結果的可靠性；(2)本研究比較的網絡指標為加權網絡，采用不同的取值方式，如連邊纖維束的FA 值或加權值，往往會影響腦結構網絡指標的比較；(3)結構網絡的改變與臨床功能表現的相關性研究應在未來進行補充，以進一步理解是否有神經重塑的代償發生；(4) 本研究使用AAL90 模板作為腦區節點模板，不同的模板選擇也會對結構拓撲屬性產生一定影響；(5) 由于枕葉病變患者較少，未來研究中應納入枕葉病例來進一步完善腫瘤位置對于結構網絡的影響。

綜上所述，本研究展示了不同腦葉位置膠質瘤對于腦結構網絡有著不同的影響，全局屬性和局部節點均表現出網絡連接性的改變，這項研究也需要進一步的組織病理學以及分子研究，以更好地理解不同解剖位置神經可塑性的改變。理解不同位置膠質瘤的神經可塑性機制及對結構的影響，有助于我們更好地理解其功能癥狀的改變，且可對臨床治療提供指導。

作者貢獻劉明航：總體構思，數據管理，規范分析，調查研究，方法設計，軟件處理，可視化處理，撰寫初稿；攸娜：資源提供，軟件處理；楊晨軒：調查研究，可視化處理；趙愷：有效驗證；趙悅：監督指導；許百男：總體構思，資源提供，監督指導，審讀和續訂。

利益沖突所有作者聲明無利益沖突。

數據共享聲明本篇論文相關數據暫不共享。