田緒平，束漢生，張秋建，巢　青

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腦電圖和功能磁共振成像同步聯(lián)合在顳葉癲癇致癇灶時間和空間定位的應(yīng)用

田緒平，束漢生，張秋建，巢青

［摘要］目的:探討腦電圖和功能磁共振成像(EEG-fMRI)同步聯(lián)合技術(shù)在顳葉癲癇致癇灶時間和空間定位中的應(yīng)用價值。方法:17例有病灶性的顳葉癲癇患者，手術(shù)前均接受EEG-fMRI檢查，手術(shù)中采用皮層電極和深部電極描記，確定致癇灶的真實位置和范圍，并與EEG-fMRI方法所確定的致癇灶位置和范圍進行比較。結(jié)果:7例二者所確定的致癇灶位置和范圍完全相同，10例所確定的致癇灶中心位置相同，但其中9例同步EEG-fMRI范圍較大，1例皮層電極和深層電極范圍較大。結(jié)論: EEG-fMRI是一種無創(chuàng)的結(jié)合時間和空間信息的定位方法，可以在fMRI影像上直觀了解致癇灶的位置和范圍。

［關(guān)鍵詞］癲癇;顳葉;腦電圖;磁共振成像

［作者單位］蚌埠醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，安徽蚌埠233040

外科手術(shù)是治療難治性顳葉癲癇的有效方法，手術(shù)方式及致癇灶切除范圍取決于術(shù)前對致癇灶的精確定位。腦電圖(EEG)具有時間分辨率高的優(yōu)點，可以對放電起源進行功能定位，但空間分辨率低; MRI具有空間分辨率高的優(yōu)點，對引起癲癇的結(jié)構(gòu)性病變可以進行解剖定位，但時間分辨率低。EEG和功能磁共振成像(EEG-fMRI)同步聯(lián)合技術(shù)是最近發(fā)展起來的一種將時間和空間定位相結(jié)合的無創(chuàng)檢查方法。2009年1月至2012年6月，我院對17例有病灶性的顳葉癲癇患者進行術(shù)前致癇灶時間和空間定位的同步EEG-fMRI，并與術(shù)中皮層電極和深部電極確定的患者致癇灶位置及范圍進行對比，現(xiàn)作報道。

1　資料與方法

1．1一般資料17例中，男13例，女4例;年齡12～54歲。術(shù)前頭皮腦電監(jiān)測示17例均有棘波及尖棘波發(fā)放，其中左側(cè)顳葉7例，右顳葉10例。病變性質(zhì):皮層發(fā)育不全2例，蛛網(wǎng)膜囊腫2例，海馬硬化3例，血管異常5例，膠質(zhì)瘤2例，軟化灶、血吸蟲肉芽腫、灰質(zhì)異位癥各1例。四肢強直伴抖動5例，僅四肢強直9例，口角歪斜7例，雙眼斜視3例，口吐白沫2例，癲癇發(fā)作前有軀體感覺異?；蚧靡?例，既往有高熱病史1例。本組病例的選擇主要根據(jù)以下原則:經(jīng)正規(guī)的藥物抗癲癇治療2～4年無效;每月發(fā)作2～4次，影響生活和智力;癲癇灶位明確;無MRI掃描禁忌證。

1．2 EEG數(shù)據(jù)采集采用10×20電極系統(tǒng)，便攜式數(shù)字腦電圖儀，非磁性材料制作的彈力電極帽(Ag為制作材料)。記錄軟件: Galileo NT、磁共振在線濾波軟件，為了便于在磁共振室內(nèi)操作，EEG放大器安放在一個屏蔽盒中記錄腦電信號和完成模擬及數(shù)字轉(zhuǎn)換。先使用皮膚清潔劑處理頭皮，電極加用導(dǎo)電膏使頭皮電阻降低后記錄頭皮EEG。特殊的導(dǎo)線裝置、彈力電極帽及MRI腦電濾波軟件以滿足在線濾波要求。

1．3 MRI數(shù)據(jù)采集使用3．0T MRI (Siemens Germany)機器掃描。采用快速梯度回波序列，頭部固定避免兩側(cè)移動。工作程序如下:同步EEG和fMRI數(shù)據(jù)在3T磁共振機器下采集，功能像采集參數(shù):重復(fù)時間= 2 500 ms，回波時間= 110 ms，翻轉(zhuǎn)角=10°，矩陣= 512×512，156層。功能像采集連續(xù)掃描，同時進行腦電監(jiān)測，根據(jù)癲癇波的發(fā)放情況選用多時段的掃描。

1．4數(shù)據(jù)分析所有影像數(shù)據(jù)的預(yù)處理和基于體素的統(tǒng)計分析均使用SPM2軟件包。頭部三維平移不超過1．5 mm，三維旋轉(zhuǎn)不超過2°。影像的時間校準(zhǔn)參照中間層面，圖像的空間對齊參照掃描序列的第一個全腦，然后按照SPM軟件所提供的MRI模板進行空間的標(biāo)準(zhǔn)化。最后圖像采用高斯核進行空間上的平滑。去除偽跡的EEG，在離線后由2位EEG專家進行閱讀，確定與fMRI相對應(yīng)的癲癇波出現(xiàn)的時間點，然后把該時間點作為事件相關(guān)的時間點輸入SPM2的設(shè)計矩陣中。

1．5手術(shù)治療根據(jù)術(shù)前腦MRI和EEG的定位結(jié)果設(shè)計皮瓣，通常比病灶切除范圍要大，能夠包含致癇灶周圍的一定范圍，以便能夠在術(shù)中安置皮層EEG的電極片，通過術(shù)中腦電定位找到致癇灶。常規(guī)開顱，充分顯露病變所在位置，根據(jù)手術(shù)區(qū)域的大小選擇合適的皮層EEG的電極片，棉片覆蓋電極片使之嚴(yán)密接觸，描記EEG，發(fā)現(xiàn)異常腦電波并標(biāo)記，確定好擬切除范圍。非功能區(qū)的異常放電區(qū)域?qū)嵤┢忧谐谐疃? cm達(dá)白質(zhì)，功能區(qū)有異常放電部位給予皮層電灼術(shù)或多處軟膜下橫切。當(dāng)切除致癇灶后，要進行反復(fù)細(xì)致的皮層腦電檢測，確認(rèn)無明顯的癲癇波存在后，再仔細(xì)進行手術(shù)區(qū)止血，注意盡可能使術(shù)區(qū)不要殘留血液，并嚴(yán)密縫合硬腦膜，防止術(shù)后粘連，形成新的癲癇病灶。

2　結(jié)果

17例手術(shù)后11例未再出現(xiàn)癲癇發(fā)作; 3例手術(shù)后2周內(nèi)出現(xiàn)癲癇發(fā)作1～3次，經(jīng)過正規(guī)抗癲癇藥物治療后未再出現(xiàn)發(fā)作;另有3例仍有癲癇發(fā)作，但發(fā)作頻率明顯較少。EEG-fMRI定位與皮層電極和深部電極比較，致癇灶位置完全一致7例，其余10例所確定的致病灶中心位置相同，但EEG-fMRI定位范圍較大9例，另1例皮層電極和深部電極范圍較大(見圖1、2)。

3　討論

EEG-fMRI是通過癲癇事件相關(guān)的血流動力學(xué)變化間接反映神經(jīng)元活動與神經(jīng)電生理活動，具有EEG高時間分辨力和fMRI高空間分辨力的優(yōu)點，是研究致癇灶定位和癲癇網(wǎng)絡(luò)一種非侵入性方法。同步EEG-fMRI在癲癇及其網(wǎng)絡(luò)研究中具有優(yōu)勢，然而它在臨床上的應(yīng)用仍需進一步研究。

同步EEG-fMRI是兩種檢測方法的結(jié)合，并在功能上相互補充。EEG信號產(chǎn)生通過放置在神經(jīng)元外部電極進行測量細(xì)胞外空間的膜電流，神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生興奮或抑制后出現(xiàn)動作電位，在局部產(chǎn)生細(xì)胞膜去極化而形成電流即電穴，同時在細(xì)胞遠(yuǎn)端存在一個被動性電源，使電流從細(xì)胞內(nèi)流出，從而形成一個閉合的回路。根據(jù)記錄電極位置，同一個突觸事件可以出現(xiàn)極性相反的電位。這種正負(fù)電荷的并存及其產(chǎn)生電流類似一個偶極子。大腦錐細(xì)胞類似一群垂直方向排列的偶極子。所以頭皮或深部EEG僅僅是對腦活動的一種大體描述，而不是對特異性功能和解剖事件的一種預(yù)測的描述。頭皮電極檢測到的異常腦電信號至少6 cm2范圍的皮質(zhì)同步性電活動，而不能顯示所有的異常神經(jīng)元活動。fMRI研究腦神經(jīng)元活動增加時，腦組織代謝增高，引起局部氧消耗和腦血流灌注量明顯增加，導(dǎo)致靜脈血中脫氧血紅蛋白濃度減低，由于含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白之間存在磁敏感性差異，fMRI通過血氧水平依賴(BOLD)效應(yīng)把興奮腦組織顯示為BOLD信號升高(正性激活)。fMRI檢測是腦功能性和解剖結(jié)構(gòu)一種反映，從而彌補頭皮EEG的不足。

同步EEG-fMRI是以EEG為標(biāo)準(zhǔn)探討癲癇患者的血流動力學(xué)變化特點，從而提高對癲癇發(fā)作起源定位和癲癇網(wǎng)絡(luò)的理解，以及對治療計劃的影響。在本研究中，fMRI在致癇灶信號變化具有時間相關(guān)性，致癇灶出現(xiàn)正性激活較EEG記錄的異常波早，并且致癇灶正性激活逐漸增強，并出現(xiàn)致癇灶以外區(qū)域激活。有學(xué)者等［1－2］先后通過動物實驗證實血液動力學(xué)改變早于癲癇癥狀，且人類fMRI掃描也存在此種現(xiàn)象。AUER等［3］采用EEG-fMRI對癲癇發(fā)作全過程進行研究，發(fā)現(xiàn)致癇灶正性激活出現(xiàn)在臨床癥狀之前，并逐漸向致癇灶外區(qū)域傳遞，最終呈現(xiàn)整個癲癇網(wǎng)絡(luò)的激活，這種信號變化與時間相關(guān);并且發(fā)現(xiàn)致癇灶正性激活穩(wěn)定、持久，這種特點能夠準(zhǔn)確識別致癇灶。DONAIRE等［4］通過EEG-fMRI研究癲癇網(wǎng)絡(luò)演變時，也發(fā)現(xiàn)致癇灶血液動力學(xué)變化早于臨床癥狀之前數(shù)秒。提示致癇灶信號變化與時間相關(guān);致癇灶BOLD信號持久穩(wěn)定升高;致癇灶與EEG記錄腦異?；顒游恢靡恢?。本文通過對17例患者進行同步EEG-fMRI研究也發(fā)現(xiàn)致癇灶BOLD信號穩(wěn)定變化與時間相關(guān)。

同步EEG-fMRI指導(dǎo)癲癇臨床治療具有重要意義。本文對患者采用同步EEG-fMRI進行定位并與術(shù)中皮層電極和深部電極描記比較，二者所確定的致癇灶位置和范圍完全相同7例，其余10例所確定的致癇灶中心位置相同，但9例同步EEG-fMRI定位范圍較大，1例皮層電極和深層電極定位范圍較大。其中2例皮質(zhì)發(fā)育不全患者，同步EEG-fMRI定位與術(shù)中皮層電極描記范圍完全一致。對于一些致癇灶不明確或多個致癇灶的患者，同步EEG-fMRI的檢測意義更顯著。MOELLER等［5］采用同步EEG-fMRI對8例致癇灶不明確的患者進行定位，同時與正電子發(fā)射計算機斷層顯像、單光子發(fā)射體層攝影術(shù)進行對比發(fā)現(xiàn)EEG-fMRI較后二者定位更準(zhǔn)確，其中2例手術(shù)患者術(shù)后病理均顯示同步EEG-fMRI定位的致癇灶存在皮質(zhì)發(fā)育不良。有學(xué)者等［6］對一組由于致癇灶不明確而被拒絕實施外科治療的患者進行了EEG-fMRI研究，發(fā)現(xiàn)能夠?qū)χ掳B灶的起源深度不明確的病例進行定位。同步EEG-fMRI可以指導(dǎo)顱內(nèi)植入電極放置，但同時也可能是證實多個致癇灶存在的一種潛在技術(shù)。部分癲癇患者同步EEG-fMRI檢測致癇灶呈負(fù)性激活(fMRI圖像呈現(xiàn)藍(lán)色區(qū)域)。這種負(fù)性激活也是出現(xiàn)在臨床癥狀前數(shù)秒。fMRI負(fù)性激活形成原因尚不清楚，目前存在以下假說:正性激活區(qū)血流增加導(dǎo)致鄰近區(qū)域血流相對減少并呈現(xiàn)負(fù)性激活;神經(jīng)傳遞功能減弱引起局部電生理活動減少;神經(jīng)血管偶聯(lián)存在異常;γ-氨基丁酸抑制神經(jīng)元活動。這種負(fù)性激活現(xiàn)象最常見于小兒癲癇，JACOBS等［7］對11例小兒癥狀性癲癇進行研究，同步EEG-fMRI提示致癇灶的負(fù)性激活達(dá)27．2%;另一組同樣研究［8］發(fā)現(xiàn)36%小兒癲癇的同步EEG-fMRI呈現(xiàn)致癇灶負(fù)性激活。學(xué)者們［9］對82例癲癇進行回顧性分析發(fā)現(xiàn)，8例同步EEG-fMRI示致癇灶負(fù)性激活，并通過8例患者分析，認(rèn)為致癇灶正性激活后迅速消失，隨后出現(xiàn)較長時間負(fù)性激活時致癇灶的癲癇殘留，目前這種說法仍未被廣泛證實。本研究可能病例數(shù)量較少，至目前為止仍未發(fā)現(xiàn)致癇灶負(fù)性激活，致癇灶負(fù)性激活的病例仍需進一步探索。

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(本文編輯姚仁斌)

·臨床醫(yī)學(xué)·

The application of the synchronization imaging of electroencephalogram-functional MRI in the locating the epilepsy lesion of temporal lobe

TIAN Xu-ping，SHU Han-sheng，ZHANG Qiu-jian，CHAO Qing
(Department of Neurosurgery，The Second Affiliated Hospital of Bengbu Medical College，Bengbu Anhui 233040，China)

［Abstract］Objective: To investigate the application of the synchronization imaging of electroencephalogram-functional MRI(EEG-fMRI) in the locating the epilepsy lesion of temporal lobe．Methods: Seventeen patients with temporal lobe epilepsy were detected using EEG-fMRI．The true location of epileptogenic focus and scope was identified by cortical electrode and deep electrode，which was compared with the results of EEG-fMRI．Results: The location and scope of disease detected by two methods were exactly same in 7 cases．The centre of lesions in 10 cases were unanimous，but the concordant scope was big．Conclusions: EEG-fMRI is a noninvasive method to locate the time and space，which can intuitively know the location of epileptogenic focus and scope in fMRI imaging．

［Key words］epilepsy; temporal lobe; electroencephalography; magnetic resonance imaging

［通信作者］束漢生，副主任醫(yī)師．E-mail: loojizhang@ yeah．net

［作者簡介］田緒平(1969－)，男，副主任醫(yī)師．

［收稿日期］2014-01-22

［文章編號］1000-2200(2016) 01-0049-04

［中圖法分類號］R 742．1

［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A

DOI:10．13898/j．cnki．issn．1000-2200．2016．01．014