田小霖,王靜,王雄飛,周健,王夢(mèng)陽(yáng),關(guān)宇光,李天富,3,欒國(guó)明

癲癇是最常見(jiàn)的比較嚴(yán)重的腦部疾病之一,影響著全世界7 000多萬(wàn)人,臨床主要表現(xiàn)為長(zhǎng)期自發(fā)性癲癇發(fā)作,并伴有復(fù)雜多樣的神經(jīng)、認(rèn)知及社會(huì)心理障礙等[1]。抗癲癇藥物的使用可緩解60%～70%的患者的癲癇發(fā)作,但對(duì)改變癲癇患者的長(zhǎng)期預(yù)后收效甚微。而在藥物治療無(wú)效的癲癇患者中,癲癇手術(shù)是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期發(fā)作控制的最有效方法,包括治愈性切除手術(shù)及姑息性手術(shù)(如胼胝體切除術(shù)和神經(jīng)調(diào)控)等。約30%～40%的藥物難治性癲癇患者的癥狀在手術(shù)后可得到緩解;其中,致癇區(qū)明確的患者手術(shù)后無(wú)癲癇發(fā)作的比例甚至可達(dá)到50%～80%。然而迄今為止,癲癇手術(shù)治療仍未在臨床中實(shí)現(xiàn)效益最大化。除了發(fā)展中國(guó)家醫(yī)療資源匱乏及某些地區(qū)患者教育相對(duì)落后等原因外,無(wú)法確保完善、準(zhǔn)確的術(shù)前評(píng)估也是一個(gè)至關(guān)重要的原因,術(shù)前評(píng)估與癲癇手術(shù)的長(zhǎng)期預(yù)后有密切關(guān)聯(lián)[2]。

癲癇的術(shù)前評(píng)估旨在確定致癇區(qū)及其與大腦其他功能區(qū)的關(guān)系。致癇區(qū)是一個(gè)理論性結(jié)構(gòu),定義為必須切除(失活或完全離斷)以使癲癇發(fā)作降至最低的皮層部位。目前沒(méi)有單一的術(shù)前評(píng)估手段可以完全可靠地定位致癇區(qū),即使多種評(píng)估手段結(jié)合后也可能存在不一致的結(jié)論。核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)應(yīng)用于常規(guī)的癲癇術(shù)前評(píng)估;包括三維T1加權(quán)圖像和具有各向同性體素的三維流體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)(fluid attenuated inversion recovery, FLAIR)圖像可用于檢測(cè)微小病灶如局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良(focal cortical dysplasia, FCD);三維敏感性加權(quán)成像序列用于篩查微出血和微弱鈣化。多數(shù)情況下,為癲癇量身定制的MRI技術(shù)不足以檢測(cè)到全部異常病灶,需要附加其它先進(jìn)的影像技術(shù),如功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)、正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomograph, PET)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(single-photon emission computed tomography,SPECT)、PET-MRI及同步頭皮腦電圖-功能磁共振成像(electroencephalograph-functional magnetic resonance imaging, EEG-fMRI)等。這些技術(shù)旨在檢測(cè)癲癇患者的病變位置、病變區(qū)域之間的聯(lián)系以及密切程度,以保證病灶被完全處理的同時(shí)防止造成術(shù)后神經(jīng)和認(rèn)知功能的損傷。

本文闡述了不同的先進(jìn)成像技術(shù)的最新進(jìn)展及優(yōu)缺點(diǎn),有助于臨床醫(yī)師在癲癇術(shù)前評(píng)估中對(duì)致癇病灶及其與附近關(guān)鍵腦組織的耦連關(guān)系作出精細(xì)定位,并強(qiáng)調(diào)這些技術(shù)在改善癲癇手術(shù)結(jié)果和安全性方面的價(jià)值。

1 結(jié)構(gòu)性MRI

影像學(xué)在癲癇患者的術(shù)前評(píng)估中起著至關(guān)重要的作用。其中,結(jié)構(gòu)性MRI可定位大多數(shù)局灶性癲癇的腦損傷?，F(xiàn)階段MRI采集技術(shù)的優(yōu)化,包括擴(kuò)散加權(quán)成像、采集后圖像處理技術(shù)及成像數(shù)據(jù)的量化等。其中,采集機(jī)器硬件的改進(jìn),包括線(xiàn)圈、梯度及場(chǎng)強(qiáng)的加強(qiáng)等提高了采集數(shù)據(jù)的信噪比和空間分辨率。一項(xiàng)對(duì)804例患者的回顧性研究顯示,1.5T MRI掃描呈陰性的癲癇患者使用3T場(chǎng)強(qiáng)重新掃描后,在37例(5%)患者中發(fā)現(xiàn)了疾病相關(guān)新診斷,主要包括海馬硬化及FCD等[3]。超高場(chǎng)強(qiáng)的7T MRI可在常規(guī)影像學(xué)基礎(chǔ)上揭示進(jìn)一步的解剖學(xué)細(xì)節(jié),包括海馬亞區(qū)的分布和常規(guī)MRI陰性患者的病灶識(shí)別[4]。最新研究顯示,在超過(guò)1/3的3T MRI結(jié)果陰性的藥物難治性癲癇患者中,應(yīng)用7T MRI發(fā)現(xiàn)了新的腦組織異常,同時(shí)進(jìn)一步明確了3T MRI陰性患者中1/3的可疑病變[5]。因此,更高場(chǎng)強(qiáng)的MRI可以明確和排除癲癇患者的腦部可疑病變,為術(shù)前評(píng)估提供更可信的證據(jù)。然而,這種更敏感的檢測(cè)方法也帶來(lái)了新的問(wèn)題,包括圖像失真、偽影及患者的耐受性問(wèn)題等,對(duì)影像及臨床醫(yī)生提出了更高的要求。與此同時(shí),影像數(shù)據(jù)的解釋本身也取決于放射科醫(yī)生的專(zhuān)業(yè)性。有研究表明,在接受手術(shù)的患者中,非專(zhuān)家報(bào)告的非優(yōu)化成像對(duì)局灶性病變的檢測(cè)敏感性為39%,而專(zhuān)家報(bào)告的敏感性為50%;進(jìn)一步使用優(yōu)化采集后專(zhuān)家報(bào)告病變的準(zhǔn)確率高達(dá)91%[6]。

盡管場(chǎng)強(qiáng)、梯度、獲取方式、獲取后處理及數(shù)據(jù)量化的進(jìn)步有助于識(shí)別癲癇相關(guān)病灶的微小結(jié)構(gòu)異常,但在常規(guī)MRI掃描未見(jiàn)明顯異常的個(gè)體中,優(yōu)化技術(shù)的檢出率也只有20%～30%。在難治性局灶性癲癇中,約有15%～30%的患者的MRI無(wú)明顯病變,由某些原因(如神經(jīng)化學(xué)紊亂)引起的癲癇,本質(zhì)上不存在局灶性腦組織結(jié)構(gòu)異常,需進(jìn)一步通過(guò)功能成像和核醫(yī)學(xué)技術(shù)等輔助定位致癇網(wǎng)絡(luò)。

2 功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)

fMRI是基于血氧濃度變化的功能性成像技術(shù)。腦內(nèi)被激活的皮質(zhì)區(qū)域會(huì)出現(xiàn)局灶性充血和耗氧量的短暫增加,血氧水平依賴(lài)(BOLD)信號(hào)將發(fā)生變化。使用fMRI可繪制癲癇患者的語(yǔ)言功能網(wǎng)絡(luò)功能,目前廣泛應(yīng)用于臨床和科研研究?？谡Z(yǔ)流利性、動(dòng)詞生成及語(yǔ)義決策任務(wù)等通常用于臨床fMRI的語(yǔ)言評(píng)估。在大多數(shù)健康的右利手個(gè)體中,左半球占主導(dǎo)地位,而在顳葉癲癇患者中,這種模式發(fā)生了改變—雙側(cè)和右半球優(yōu)勢(shì)的發(fā)生率較高[4]。因此,評(píng)估Wernicke和Broca's語(yǔ)言區(qū)功能及其優(yōu)勢(shì)側(cè)對(duì)于癲癇手術(shù)的安全十分重要。有研究納入87例顳葉癲癇患者進(jìn)行術(shù)后語(yǔ)言功能評(píng)估,發(fā)現(xiàn)基于fMRI的語(yǔ)言偏側(cè)化指數(shù)是其最強(qiáng)獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,有助于癲癇患者的術(shù)前評(píng)估相關(guān)決策[7]。既往Wada試驗(yàn)一直作為言語(yǔ)功能定側(cè)的金標(biāo)準(zhǔn),在對(duì)3個(gè)語(yǔ)言任務(wù)進(jìn)行聯(lián)合分析時(shí),80%～90%的患者從fMRI結(jié)果推斷出的語(yǔ)言側(cè)化與Wada測(cè)試的結(jié)果一致[8]。雖然fMRI比Wada檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)更低、功能定位能力更強(qiáng)、使用更廣泛,但目前仍存在一些不足,如沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)閾值來(lái)區(qū)分激活和非激活區(qū)域、記憶及認(rèn)知等一些復(fù)雜任務(wù)缺乏理想的評(píng)估范式、需要工作人員和參與者之間的高度合作等。在患者無(wú)法配合的特殊情況下或fMRI語(yǔ)言側(cè)化結(jié)果非典型時(shí),仍需要Wada試驗(yàn)來(lái)替代。

靜息態(tài)功能磁共振成像(resting-state fMRI,rs-fMRI)是另一種不需要特定任務(wù)來(lái)激活的新興技術(shù),可檢測(cè)自發(fā)產(chǎn)生的BOLD信號(hào)波動(dòng)神經(jīng)活動(dòng)。rs-fMRI已被應(yīng)用于大規(guī)模腦網(wǎng)絡(luò)的可視化。癲癇患者大腦功能受損不僅發(fā)生在功能區(qū),而且還發(fā)生在功能區(qū)內(nèi)部以及之間的功能連接。有研究表明,癲癇患者的靜息狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)模式異常,多個(gè)腦區(qū)連通性下降[9]。在成年顳葉癲癇患者中,靜息狀態(tài)丘腦-顳葉功能連接與長(zhǎng)期記憶表現(xiàn)相關(guān),而丘腦-前額葉功能連接與短期記憶表現(xiàn)相關(guān)[10]。盡管功能連接的fMRI研究可用于癲癇網(wǎng)絡(luò)的病理生理學(xué)方面,有望協(xié)助預(yù)測(cè)癲癇的手術(shù)結(jié)果,但對(duì)患者的個(gè)體化手術(shù)益處尚不明顯。基于rs-fMRI體素計(jì)算的區(qū)域同質(zhì)性(regional homogeneity, ReHo)對(duì)致癇區(qū)的定位準(zhǔn)確度達(dá)到76.5%,特異度達(dá)到81.3%;其中定位準(zhǔn)確的患者具有更好的手術(shù)預(yù)后[11]。有研究顯示ReHo被用作多元模式分析的特征指標(biāo),其識(shí)別顳葉癲癇患者的準(zhǔn)確率達(dá)到了87.27%[12]。

3 正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomograph, PET)

PET是一種功能性成像技術(shù),用于檢測(cè)各種組織的葡萄糖攝取、積累及消耗情況等。對(duì)于MRI陰性的局灶性癲癇患者、多腦區(qū)異常癲癇患者、MRI與發(fā)作期腦電圖不一致的患者,PET都是非侵入性定位致癇腦區(qū)的重要手段。

PET適合在間歇期檢測(cè)癲癇異常灶。該異常灶可能是MRI上經(jīng)常遺漏的微小FCD,與其他腦組織相比,由于其神經(jīng)元活動(dòng)較低,表現(xiàn)為低代謝(攝取減少)區(qū)域。即使常規(guī)MRI檢測(cè)到病變,病變也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了可見(jiàn)范圍,而PET可以檢測(cè)到確切的受損區(qū)域。因此,PET在發(fā)現(xiàn)輕度皮質(zhì)發(fā)育畸形方面優(yōu)于常規(guī)MRI,同時(shí)可提供病灶側(cè)別和定位信息,指導(dǎo)癲癇外科醫(yī)生僅切除或離斷代謝異常腦區(qū)。然而,由于PET可以同時(shí)顯示出癲癇發(fā)作電活動(dòng)的病灶焦點(diǎn)和投射區(qū)域,其鑒定的局部腦代謝低下范圍通常比癲癇發(fā)作灶分布更廣。較低的特異性使PET不能單獨(dú)成為手術(shù)的指導(dǎo)方式。近年來(lái),MRI-PET的配準(zhǔn)融合影像在癲癇術(shù)前評(píng)估領(lǐng)域中的作用得到廣泛關(guān)注,有研究證實(shí)其在術(shù)前評(píng)估中的作用優(yōu)于MRI和電臨床數(shù)據(jù)[13]。在扣帶回癲癇患者中,MRI后處理與MRI-PET的配準(zhǔn)相結(jié)合可顯著加強(qiáng)微小異常病灶的定位能力,使FCD的檢出率達(dá)到90%[14]。有研究利用定量PET分析,通過(guò)形態(tài)測(cè)量分析程序補(bǔ)充MRI后處理,以促進(jìn)FCD的自動(dòng)識(shí)別,改善了MRI上沒(méi)有明顯病變的患者的預(yù)后[15]。

4 單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(single-photon emission computed tomography, SPECT)

在癲癇發(fā)作開(kāi)始后盡早注射示蹤劑,采集發(fā)作期的SPECT圖像,從而獲得癲癇發(fā)作前、中及發(fā)作后腦灌注動(dòng)態(tài)變化的信息。注射的時(shí)機(jī)和癲癇發(fā)作的持續(xù)時(shí)間對(duì)于正確解釋SPECT圖像很重要,延遲注射會(huì)導(dǎo)致血液流動(dòng)模式隨著癲癇發(fā)作的進(jìn)展和腦組織電傳導(dǎo)的變化而改變。真正的發(fā)作期SPECT顯示高灌注區(qū)為致癇區(qū)域,其周?chē)牡凸嘧^(qū)為代償性缺血或限制發(fā)作擴(kuò)散的抑制區(qū)。當(dāng)MRI、PET結(jié)果陰性或影像學(xué)與電-臨床結(jié)果不一致時(shí),SPECT對(duì)于難治性局灶性癲癇患者最有益,并有助于制定顱內(nèi)電極的植入方案。然而,SPECT的局限性也十分明顯,主要包括操作、護(hù)理難度及判斷癲癇發(fā)作的時(shí)間等問(wèn)題。在靜脈注射后,示蹤劑至少需要30 s才能到達(dá)大腦并穿過(guò)血腦屏障。因此,SPECT不適用于癲癇發(fā)作時(shí)間短于30 s或發(fā)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的患者。近年來(lái), 發(fā)作期與間歇期SPECT減影成像與MRI共配位(SISCOM)技術(shù)逐漸成熟,用于對(duì)發(fā)作期與間歇期SPECT圖像進(jìn)行定量分析,對(duì)常規(guī)方法不能準(zhǔn)確定位癲癇灶的患者有特殊價(jià)值[16]。PISCOM作為一種改進(jìn)的SISCOM程序,使用間歇期PET代替間歇期SPECT來(lái)定位癲癇發(fā)作區(qū),與SISCOM結(jié)果保持了較高的一致性并補(bǔ)充了更多的術(shù)前信息,有逐漸取代SISCOM的趨勢(shì)[17]。

5 頭皮腦電圖-功能磁共振成像(electroencephalograph-functional magnetic resonance imaging, EEG-fMRI)

EEG-fMRI可識(shí)別與癲癇發(fā)作間期放電相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)變化,作為顱內(nèi)電極植入手術(shù)方案的參考,靈敏度為30%～40%。EEG-fMRI可以幫助識(shí)別部分難以定位的局灶性難治性癲癇患者的致癇灶及發(fā)作間期的異常放電區(qū)域[18]。有研究顯示,在顳葉癲癇樣放電中,BOLD反應(yīng)的位置與放電位置有較高的一致性,同時(shí)在距離放電區(qū)域較遠(yuǎn)的腦組織也可觀(guān)察到強(qiáng)烈的BOLD活動(dòng),提示EEG-fMRI可以進(jìn)一步描述頭皮腦電圖結(jié)果之外的異常放電,可作為間歇期異常腦區(qū)的補(bǔ)充依據(jù)[19]。有研究表明,17%的難治性癲癇患者由于病灶微小、MRI陰性或廣泛的腦組織異常,導(dǎo)致致癇灶難以定位,EEG-fMRI結(jié)果對(duì)癲癇手術(shù)的決策起到關(guān)鍵作用[20]。此外,有研究將EEG-fMRI的異常反應(yīng)分為3個(gè)置信區(qū)間,分別比較了對(duì)應(yīng)異常腦區(qū)切除后的預(yù)后,結(jié)果表明EEG-fMRI仍不足以作為預(yù)后良好的獨(dú)立預(yù)測(cè)手段[21]。

綜上所述,各種成像方式在檢測(cè)致癇腦區(qū)方面都存在不同的臨床價(jià)值,有助于指導(dǎo)并改善癲癇患者的手術(shù)方式與結(jié)果。雖然沒(méi)有某一種檢測(cè)手段可以在所有病例中提供最佳的定位信息,但結(jié)合患者自身的電-臨床特征,個(gè)體化定制一種或多種成像檢測(cè)可大大增加癲癇術(shù)前評(píng)估的準(zhǔn)確性和有效性。MRI、PET和(或)發(fā)作期SPECT數(shù)據(jù)聯(lián)合分析的多模態(tài)成像可以?xún)?yōu)化FCD等微小的致癇灶的檢測(cè),改善癲癇患者的手術(shù)預(yù)后。此外,fMRI作為多學(xué)科術(shù)前評(píng)估的一部分,是檢測(cè)癲癇患者功能區(qū)并預(yù)測(cè)術(shù)后神經(jīng)功能缺損情況的有用工具。然而,在不確定或模糊的神經(jīng)影像學(xué)結(jié)果的情況下,手術(shù)前仍建議使用侵入性技術(shù),如顱內(nèi)電極植入術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。展望未來(lái),仍需大量前瞻性的多中心研究,以評(píng)估比較多種成像方式及結(jié)構(gòu)和功能成像數(shù)據(jù)集的匹配融合之間的價(jià)值和綜合用途,以便對(duì)單個(gè)患者的風(fēng)險(xiǎn)收益比進(jìn)行量化和優(yōu)化,以期達(dá)到癲癇手術(shù)方式和預(yù)后的利益最大化。