局灶性脑皮质发育不良的MRI检查与诊断

赵殿江 综述，朱明旺 审校

1971年Taylor等[1]在难治性癫痫患者切除的脑组织标本中首次描述了局灶性皮质发育不良(focal cortical dysplasia,FCD)，组织学表现为皮层结构紊乱，出现异常神经元，部分患者可见气球样细胞。现在FCD定义的范围广泛，严重程度不同，从皮质分层轻度紊乱而没有明显的巨大神经元，到最严重的皮质分层障碍伴巨大神经元、异形神经元或气球样细胞。癫痫患者的手术标本统计表明，FCD占部分性癫痫患者的20%～25%[2,3]。在一组120例FCD患者临床资料统计中，FCD患者发病年龄＜1～60岁，平均5.8岁[3]。FCD与癫痫、认知障碍等神经系统疾病均有相关性，尤其与癫痫的关系最为密切，是药物难治性癫痫需要手术治疗的常见原因之一[2，4]。

1 病因及病理

大脑皮质在胚胎发育的任何一个阶段受到遗传因素或周围环境中有害因素的影响都可能导致FCD。有研究发现怀孕的前3个月，有害因素的影响可导致异常细胞增生，而3个月之后的各种有害因素则可导致异常皮质结构形成，并提出无气球样细胞的FCD可能由产前的脑梗死或感染引起，其原因更多学者认为是遗传因素的影响[5]。近年有学者报道部分FCD患者有家族性癫痫病史。

FCD的病理改变包括：(1)皮质结构异常：如层状结构紊乱、柱状结构紊乱、白质内和(或)分子层内神经元数目增多等。(2)细胞结构异常：出现巨大神经元(giant neurons)、不成熟神经元(immature neurons)、异形神经元(dysmorphic neurons)和气球样细胞(balloon cells)。

FCD的病理组织学改变复杂多样，所以其病理分型也不统一，早期根据Taylor对FCD的描述将FCD分为Taylor型和非Taylor型，后又根据FCD内有无气球样细胞分为气球细胞型和非气球细胞型，直到2004年，癫痫病学家和神经病理学家根据病理表现将FCD分为FCDⅠa、Ⅰb、Ⅱa及Ⅱb等4型，这是目前被广泛接受和应用的分类标准[6]。FCDⅠa型只有皮层结构的异常，而Ⅰb型不仅结构异常而且存在巨大神经元或不成熟神经元。FCDⅡ型存在异形神经元或气球样细胞，其中Ⅱa型存在异形神经元但没有气球样细胞，而Ⅱb型同时存在异形神经元和气球样细胞。根据这种分类方法，既往文献中提到的Taylor型FCD是指FCDⅡ型，气球细胞型FCD则是指FCDⅡb型[7]。国际抗癫痫联盟(ILAE) 分类和术语委员会于2011年又提出了FCD的新分类方法，将FCD分为Ⅰ型(Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc) 、Ⅱ型(Ⅱa、Ⅱb) 及Ⅲ型(Ⅲa、Ⅲb、Ⅲc、Ⅲd)[8]。与以往FCD分类方法最主要变化是提出了FCD Ⅲ型，Ⅲ型FCD是指同时合并了其他局灶性病变(如海马硬化症、肿瘤等) 的FCD。

2 MRI检查技术及表现

随着MRI技术的发展，高质量的MR图像对FCD病灶的检出率及显示较以前明显提高，为术前诊断和评估FCD提供了一种无创、敏感的检查方法。据估计大约有25%的FCD伴难治性癫痫患者MRI表现正常，因此，对于FCD的MRI检查技术及表现需要更为详细的研究和分析，以进一步提高MRI对FCD检出率及诊断敏感性。

对临床表现为癫痫的患者应常规使用癫痫专用检查序列，在一般检查序列基础上增加了矢状面FLAIR及垂直于海马长轴的斜冠状面FLAIR、T2WI序列[9]。斜冠状面FLAIR、T2WI序列有利于显示颞叶海马结构，并采用较薄的层厚、层间隔，提高了空间分辨率。多平面成像(横轴面、矢状面及冠状面扫描) 可以从多个角度显示病变，避免了FCD因某个断面显示不佳而漏诊。

对FCD多角度观察并综合分析的T1WI、T2WI及FLAIR表现，可发现轻微脑沟、脑回异常及白质内信号改变，避免漏诊、误诊。T1WI在评价脑沟和脑回形态、皮质厚度及灰白质交界面等方面有一定的价值。在T2WI上，由于脑脊液、正常脑实质及长T2病变组织之间的对比较好，所以对脑实质内病灶的显示比T1WI敏感，病变在T1WI上信号改变可能不明显而遗漏病灶。T2WI和FLAIR都可以显示皮层下白质异常信号，但FLAIR由于抑制了自由水(脑脊液) 的信号，可检出皮层、皮层下及脑室周围轻微的信号异常，所以对皮层下白质异常信号的显示FLAIR最敏感[10]。FLAIR图像缺点是相对降低了灰白质的对比度，对灰白质交界面显示不如T2WI。为了更好地显示灰白质界线、轻度皮质增厚，可使用反转恢复(inversion recovery,IR) 序列或毁损梯度回波(spoiled gradient-echo) 序列。为提高FCD的发现率，尚需进一步研究如何改进MRI检查技术及利用DTI、MRS新技术提高FCD的发现率[11-15]。

自1971年Taylor等[1]提出了FCD后，FCD的影像表现逐渐被人们所关注，越来越多的学者开始致力于此方面的研究。通过回顾性研究，人们对于FCD在MRI中的特征性表现已经有了丰富的认识，FCD典型的MRI表现包括：局限性脑皮质增厚、灰白质分界模糊、皮层下白质T2WI和FLAIR高信号、T1WI等或低信号、放射带、皮质浅凹、脑回增宽、脑沟形态异常及邻近蛛网膜下腔或侧脑室扩大[9，16-19]。这些表现可能不会同时出现，其中脑皮质增厚、灰白质分界模糊和皮层下白质内T2WI或FLAIR高信号是FCD最重要、最常见的MRI表现。

2.1 部位

FCD可以发生于大脑的任意脑叶，但大约60%的FCD病灶位于颞叶内。FCDⅠ型常见于颞叶，FCDⅡ型常见于额叶。FCD主要局限性地累及皮质及皮质下区，但也有报道FCD广泛地累及白质，有的病例从皮质累及侧脑室。

2.2 脑皮质增厚

与邻近或对侧皮质比较，患处皮质呈局限性带状或结节状增厚。皮质增厚可以单独存在或与灰白质分界模糊、皮质下异常信号同时出现[17]。使用薄层扫描能明显提高脑皮质增厚的检出率。

2.3 灰白质分界模糊

髓鞘纤维数量减少可能是灰白质分界信号改变的原因[16]。在无气球样细胞的FCD中，病变区域仅表现为灰白质交界模糊。FCD病变非常细小和轻微时，需要使用表面线圈获取高分辨率图像对病变进行诊断。

2.4 信号异常

皮层及皮层下白质出现长T1、长T2异常信号。异常信号形态改变多样，病变部位脑白质可呈片状、条状、三角形或沿灰白质交界走行的曲线状高信号，可伴或不伴皮质增厚。根据FCD患者病变区信号变化和皮质厚度，可以把FCD分为3型：放射带型、高信号型及轻微型[20]。多数异常信号边缘模糊不清，但有些病例边界清楚如囊性病灶一样。Yagishita等[16]认为T2WI白质内异常信号和灰白质分界模糊是FCD最常见的MRI表现，组织病理学检查显示白质内出现异位神经元、异常神经胶质细胞、髓鞘形成障碍及髓鞘化纤维数量减少可能是这种影像表现的原因。Tassi等[21]研究13例FCD患者，MRI表现异常的癫痫皮质中观察到发育异常神经元和气球样细胞增加。T2WI白质内异常信号强度等于或高于灰质。T2WI白质高信号检出率明显多于灰质，可能是因为灰质正常就是高信号，这使得细微变化很难检出。另一种解释是组织学改变，如坏死和胶质增生更常发生于白质。

2岁以下婴幼儿正常脑部及FCD表现有其特殊性，不同于其他年龄组患者[22]。2岁以下儿童可能在正常皮层下或侧脑室周围白质内显示斑片状FLAIR高信号，不能以白质发育成熟的较大儿童或成人为标准来判读这种信号是否异常。某些白质内异常信号在发病初期MRI不能显示，而在髓鞘化到晚期很容易识别；但有时也会发生相反情况，即病灶早期可以显示，到一定时期显示不清，病灶似乎“消失”了。因此，对2岁以下儿童白质内FLAIR异常信号的判定尚须进一步研究[16,23]。

2.5 放射带(radial band)

FCD白质内异常信号从皮质向侧脑室延伸，并逐渐变细，呈漏斗状表现，称为放射带，这种FCD也称作横贯性皮层发育不良(focal transmantle dysplasia)，是FCD的特征性表现。病理基础为白质髓鞘形成不良，散在一些气球样细胞。漏斗状异常信号可能更多见于FCDⅡ型，尤其是FCDⅡB型患者。Colombo等[17]研究了49例病理证实的FCD，15例FCDⅡ型中的3例皮层下白质内有漏斗状异常信号通向侧脑室。在一项研究中，22例病理证实的FCDⅡB型患者，FLAIR均呈高信号，T2WI高信号16例，所有病灶在T1WI上都与灰质呈等信号，18例MRI上表现为漏斗状异常信号[24]。

2.6 脑沟裂及侧室改变

受累脑回增宽；脑沟形态、数量、走向或位置异常；邻近蛛网膜下腔或侧脑室局限性扩大。与正常脑回和脑沟相比，受累脑回的大小和形状很好显示。皮质发育异常邻近区域皮质体积减小，脑脊液间隙局限性扩大，称为皮质浅凹(cortical dimple)。皮质上出现浅凹提示其下方可能伴有皮质发育异常，所以可作为寻找FCD病灶的标记。Bronen等[25]研究中，在MRI上有各种皮质发育异常表现的71例患者中41%出现了皮质浅凹。

2.7 增强扫描

绝大多数FCD无强化。使用Gd-DTPA对比剂对评价FCD并不能提供更多有价值的信息，所以在FCD检查过程中，只在作鉴别诊断时，才使用Gd-DTPA对比剂[26]。

2.8 不同病理亚型FCD的MRI表现

对不同病理类型的FCD的MRI表现是现在国内外很多学者的研究热点[17,27-29]。Colombo等[17]将FCD分为Architectural dysplasia (类似于FCDⅠA型)、Cytoarchitectural dysplasia (类似于FCDⅠB型)及Taylor FCD (类似于FCDⅡ型) 3型，并对49例FCD病例的MRI表现与病理分型进行对照研究，认为皮层增厚、灰白质分界不清，T2WI和FLAIR白质信号增高在Taylor FCD病例中多见，而Architectural dysplasia多表现为局部大脑发育不良、白质萎缩、白质T2WI信号增高。Widjaja等[27]研究认为，FCDⅡ型特点是白质内向脑室方向延伸的锥形异常增高信号及局部皮层增厚；脑叶发育不全或萎缩则在FCDⅠ型中更为明显。根据既往文献报道，虽然不同病理亚型的FCD 的MRI 表现有一定的差异，但不同病理亚型FCD 的MRI 表现可非常相似，仅根据MRI 表现判断病理类型尚有一定的困难，相关工作仍有待于进一步研究。

2.9 FCD病变的影像学表现可分为3型[20]

放射带型：FCD皮层下高信号表现为指向脑室的三角形或漏斗状，多见于FCD II型中。放射带有时需要多平面扫描才能显示(图1)。

高信号型：FCD病变可见皮层下高信号，多沿皮层分布，不出现放射带(图2)。

轻微型：FCD异常信号表现轻微，通常表现为病变皮层稍高信号或等信号。皮层下白质一般没有高信号。此型FCD一般好发于脑沟底部，影像检查容易漏诊，在FCD I 型中稍多见(图3)。

2.10 MRS检查

NAA、Cho、NAA/Cho以及NAA/Cr改变有助于区别低级别胶质瘤(星形细胞瘤、少突胶质细胞瘤、少突-星形细胞瘤) 和FCD。在Vuori等[30]的回顾性研究中，低级别胶质瘤的NAA峰值明显降低(－72%±15%) 、Cho峰值明显增高(117%± 56%)，而FCD的NAA峰值轻度降低(－29%±22%) 、Cho峰值轻度增高(21%±66%)。低级别胶质瘤的NAA/Cho比率(0.40±0.27)、NAA/Cr比率(0.68±0.36) 低于FCD的NAA/Cho比率(2.05±1.25)、NAA/Cr比率(1.90±0.35)。低级别胶质瘤和FCD的Cho/Cr比率无差别。由于Vuori等[30]研究中病例数较少，所得结论尚需大宗病例及前瞻性研究来证实。

2.11 扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)

DTI反映了体内水分子扩散的大小和方向。有关FCD扩散张量成像的研究表明，FCD邻近的皮质下白质区各向异性分数(factional anisotropy,FA) 较对侧明显下降，平均扩散系数(mean diflusivity,MD)较对侧明显上升，病灶侧皮质下白质纤维束较对侧减少[31-33]。Eriksson等[34]采用统计参数图(statistical parametric mapping,SPM) 比较FA及MD的异常范围，发现FA及MD异常范围要明显大于MRI所显示者，而实际手术病理也证实病理异常范围可大于MRI显示者，提示DTI对显示病变范围有很大帮助。目前虽有报道DTI所显示的异常范围明显大于常规MRI所显示的异常信号区，但DTI所显示的异常范围区与病理所显示的异常范围区之间的相关性尚未见报道，还有待于进一步研究。另外FCD的严重程度是否与DTI改变具有相关性尚需进一步研究。

图2 高信号型FCD。2A：轴面T1WI；2B：轴面T2WI；2C：轴面FLAIR像；2D：冠状面T2WI；2E：冠状面FLAIR；2F：增强扫描轴面T1WI。平扫：左额叶近中央沟局部皮层增厚，灰白质分界模糊，皮层及皮层下区可见片状稍长T1、稍长T2信号，FLAIR稍高信号(箭)。增强扫描：左额叶异常信号未见强化 图3 轻微型FCD。3A：冠状面FLAIR像异常信号影不明显。3B：矢状面像可见缘上回皮层高信号影(箭)，信号改变以皮层为主，皮层下白质未见明显高信号影Fig.2 Hyperintense type FCD.2A:Axial T1WI.2B:Axial T2WI.2C:Axial FLAIR.2D:Coronal T2WI.2E:Coronal FLAIR,2F:CE-T1WI.This is a slight thichened cortex with blurring grey and white matter junction at left frontal lobe adjacent to central sulcus.Subcortical area shows hyperintense (arrow).This is no contrast enhancement on CE-T1WI.Fig.3 Mild FCD.3A:Coronal FLAIR imaging shows the abnormal signal is not definite;3B:Sagital FLAIR images shows cortical hyperintensity on supramarginal gyrus (arrow).

综上所述，FCD是药物难治性癫痫的重要原因之一，MRI为术前诊断和评估FCD提供了一种无创、敏感的检查方法。但由于采用的MR设备、研究方法以及样本数量的不同，目前有些研究结论尚不统一，还需要大样本量，特别是多中心的前瞻性研究结果来证实。随着MRI技术的发展，高质量的MRI图像对FCD病灶的检出率及影像表现研究将更加深入。

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