内侧颞叶癫痫灌注改变的多模态神经影像学评价研究进展

沈连芳综述，张志强，高全胜审校

综述

内侧颞叶癫痫灌注改变的多模态神经影像学评价研究进展

沈连芳综述，张志强，高全胜审校

随着影像学技术的发展，多模态的神经影像学技术已被广泛应用于临床研究，尤其在癫痫的临床研究中占据了重要的地位。文中就内侧颞叶癫痫患者脑灌注改变的多模态神经影像学评价研究进展及脑区间灌注改变的意义进行综述。

内侧颞叶癫痫;灌注;多模态;神经影像学

0 引 言

癫痫是一种常见的神经系统疾病，由于大脑皮质神经元兴奋性异常增高、反复发作性异常放电而引起的阵发性大脑功能紊乱。其中内侧颞叶癫痫(mesial temporal lobe epilepsy，mTLE)是最常见的难治性癫痫类型［1］。

癫痫灶发作放电时，脑组织的生化改变十分明显，脑血流量和氧化代谢率成倍增加，对氧和葡萄糖的需要大大提高，多模态的神经影像学技术可通过观察局部脑组织的血液灌注了解其血液动力学及功能变化，对临床诊断及治疗均有重要参考价值。文中针对多模态的神经影像学技术在mTLE脑灌注改变的研究进展作一综述。

1 成像技术与方法

用来观察脑灌注水平的神经影像学技术主要包括传统的正电子发射断层摄影术(positron emission tomography，PET)/单光子断层扫描(single photon emission computed tomography，SPECT)、CT灌注成像技术、MRI灌注成像技术等。近年来发展的基于血氧和水平依赖的功能磁共振技术利用脑组织中血氧饱和度的变化间接反映脑组织局部的灌注改变情况，是一种实用的成像方法。

1.1 PET/SPECT成像研究 在mTLE脑灌注改变的神经影像学研究中，SPECT技术是较为常用的方法。SPECT最大的优点在于可以观察mTLE患者发作期的脑血流灌注情况。发作期局部脑血流量(regional cerebral blood flow，rCBF)的改变对于mTLE患者致痫灶的定位具有高度的敏感性。在几种无创性检查方法中，SPECT局部脑血流显像对癫痫病灶检出率相对较高。有文献报道，发作间期SPECT显像对颞叶癫痫定位的准确率达50%，而发作期的SPECT显像对颞叶癫痫定位的准确率可达97%［2］。

SPECT减影MRI融合技术是利用癫痫灶区发作期的高灌注减去发作间期的低灌注，并将其结果叠加在高分辨率的结构MRI上显示，可以直观显示发作期与发作间期灌注的差异，并具有较高的空间分辨率，从而增强对癫痫灶的检测效能，由此被认为是目前具有最好定位效能并且无创的功能神经影像方法［3－4］。

PET与SPECT同样是利用放射性示踪剂来观察脑局部的代谢情况，18FDG-PET主要反映大脑葡萄糖的能量代谢情况。有研究报道，80%左右的患者通过18FDG-PET可以达到对致痫灶的准确定位［5］。另一方面，H215O PET也可反映脑血流量的改变情况，但不易进行发作期的扫描，仅能观察mTLE患者发作间期脑灌注的变化情况，与发作间期的SPECT一样无法提供足够准确的定位信息。

发作间期的PET研究表明，mTLE常表现为:①患侧颞叶代谢降低或双侧颞叶代谢均有降低，但以患侧为著;②双侧丘脑、额叶、扣带回等区域代谢降低。提示癫痫患者脑代谢异常以网络的模式存在［6－7］。

1.2 MRI灌注成像研究及功能磁共振(functional magnetic resonance imaging，fMRI) 磁共振灌注成像(perfusion weighted imaging，PWI)主要分为2种:①使用外源性示踪剂，利用团注后的首过动态增强成像，即对比剂首过灌注成像，目前已广泛应用于脑血管性疾病与脑肿瘤分级与鉴别诊断［8－9］。但检查时需注射外源性对比剂，使患者承担对比剂过敏的风险，肾功能衰竭及不能配合的患者无法应用，且成本较高。②利用内源性示踪剂的动脉自旋标记(arterial spin labeling，ASL)技术，相比对比剂首过灌注成像，基于ASL序列的MRI灌注加权成像技术具有无创、可重复性好等优点。ASL又分为脉冲式动脉自旋标记技术(pulsed arterial spin labeling，PASL)和连续性动脉自旋标记技术(continuous arterial spin labeling，CASL)2种。PASL相比CASL优势在于射频(radiofrequency，RF)热量沉积小，使得PASL的成像参数选择不受限，特别是在1.5T以上的高场强MRI尤为明显［10－11］;CASL受系统性能影响大［11］。这几种技术均已被应用，并且证实具有较高的敏感性［12－15］。

基于血氧合水平依赖(blood oxygenation leveldepend，BOLD)的fMRI技术是通过测量局部脑组织的血液动力学改变而获得神经元兴奋的信息，反映氧代谢、脑血流、脑血容量等多个因素的综合。近年来，fMRI技术已被广泛应用于癫痫的研究中，目前常用的静息态fMRI数据分析技术主要有低频振幅分析方法和局域一致性的分析方法。低频振荡振幅(amplitude of low-frequency fluctuation，ALFF)，由功率谱得到BOLD信号的振幅直接观察BOLD信号相对基线变化的幅度，能够直接提示神经元的自发活动。

1.3 CT灌注成像研究 CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTP)技术是指在静脉内注射对比剂的同时对选定的层面进行连续多次扫描，以获得该层面感兴趣区域(regional of interest，ROI)内每个像素的时间密度曲线(time density curve，TDC)，然后计算出血流量、血容量(blood volume，BV)、对比剂的平均通过时间(mean transit time，MTT)等参数，以此评价器官组织的灌注状态，其中又以脑血流量的计算最为重要。但检查时均需注射外源性对比剂，同时存在放射性损伤，故限制了其在癫痫定侧定位方面的应用。

目前，运用CTP技术研究癫痫患者脑灌注改变的报道较少，2006年Roland等［16］将CTP技术运用于癫痫的研究，发现癫痫患者发作后的脑血流图像表现为局灶性低灌注。最近的一项研究利用CTP技术研究了一组非惊厥癫痫状态(no convulsive status epileptics，NCSE)患者，发现与发作后状态比较，NCSE状态下的脑灌注CBF、CBV明显降低，而MTT明显延长。有78%的患者皮层下脑灌注增加的区域与临床症状及脑电图(electroencephalogram，EEG)符合，表明了CTP技术评价痫性放电的可行性与安全性［17］。

2 内侧颞叶癫痫各脑区灌注改变的意义

传统的SPECT研究表明，发作期SPECT表现为患侧颞叶的灌注增加，而发作间期表现为患侧颞叶的灌注降低［18］，反映了mTLE患者患侧颞叶受损的功能性改变。发作间期患侧颞叶表现为低灌注的机制不甚清楚，通常认为与致痫灶区反复的异常放电引起神经元的缺失和皮质萎缩有关。研究证实，单侧mTLE患者不仅表现为发作间期患侧颞叶的灌注降低，对(健)侧颞叶的灌注也会不同程度的降低，但仍以患侧颞叶灌注降低为著，故推测与患侧颞叶的痫性放电播散到对侧颞叶有关［13，19］。

癫痫活动极为复杂，除引起致痫灶周围脑活动的改变外，还通过广泛存在的大脑网络进行传播，引起远距离脑区功能及结构的受损。除颞叶低灌注外，mTLE患者还表现为致痫灶同侧丘脑的低灌注，即同侧丘脑与患侧颞叶的灌注情况同步，证实丘脑在癫痫活动的起始与传播中起重要作用［20］。而其他部位的灌注降低则可能由于癫痫活动的传播导致该区域功能的受损，或继发的保护功能以抑制癫痫发作时的异常神经活动［21］。

越来越多的证据表明，内侧颞叶癫痫存在除海马以外的多个脑结构组成的特异的脑神经网络的异常［22］。Spencer等［23］总结性提出内侧颞叶癫痫网络的概念，即双侧大脑皮层及皮层下诸多结构共同参与了mTLE的发生发展，主要包括双侧的颞叶、海马、双侧丘脑等结构区域。Blumenfeld等［24］首先通过SPECT减影MRI融合技术研究了mTLE患者脑区间灌注差值(即发作期与间期之差值)的动态变化，发现发作初期高灌注的区域位于患侧颞叶，而后高灌注则主要集中在中缝丘脑核团，提示癫痫发作活动的传递。另外，他们还研究了这些脑区灌注差值的相关性，由此提出“癫痫抑制网络”理论，认为癫痫发放由丘脑中缝核团传播到额顶叶，使其正常功能受到抑制;反过来这些抑制活动也抑制癫痫活动而使发作终止［24］。

另一方面，基于BOLD的静息态功能磁共振研究中，Zhang等［25］发现mTLE患者双侧颞叶、海马等区域ALFF增加，正好是内侧颞叶癫痫网络的区域，较好的反映了内侧颞叶癫痫网络区域内的神经元代谢异常活动，与以往研究中发现内侧颞叶癫痫网络的异常灌注一致，揭示了内侧颞叶癫痫条件下脑网络结构的受损。

该研究还发现双侧前额叶、前后扣带回及双侧角回等区域ALFF降低，这些区域恰好是所谓的脑缺省模式网络(default mode network，DMN)［26－27］。DMN的主要作用是维持人脑静息状态下的脑活动，与认知、情景记忆、环境监测等功能具有较强的相关性［28］。静息状态下，DMN表现为正激活;而在大脑接受外在任务刺激时，则表现为负激活，即所谓的缺省模式挂起［29］。Laufs等［30］采用脑电联合功能磁共振(EEG-fMRI)的方法发现，颞叶癫痫患者DMN呈现激活降低的现象，认为癫痫患者间期的癫痫放电可以引起默认网络功能受抑制。Liao等［31］联合运用静息态功能磁共振技术及DTI技术，发现DMN区功能连接与纤维连接均有下降，印证了mTLE患者DMN功能异常的结构基础。以上研究反映了内侧颞叶癫痫条件下的默认模式网络功能及结构受损，推测为患者自省程度及认知功能下降的病理生理机制。

3 结 语

传统的PET及SPECT功能神经影像学检查方法可以观察到mTLE患者内侧颞叶癫痫条件下脑代谢及血流量的改变情况，从不同的侧面描述了致痫灶的功能、灌注改变情况。而多模态的fMRI技术具有分辨率高、无创伤性及可重复性好等优点，在癫痫的研究方面具有广大的应用前景，它的发展必将使研究人员对癫痫的发病机制产生更深入的理解。

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Multi-model neuroimaging evaluation of cerebral perfusion changes in mesial temporal lobe epilepsy

SHEN Lian-fang1reviewing，ZHANG Zhi-qiang1，GAO Quan-sheng2checking
(1.Department of Medical Imaging，Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command，PLA，Nanjing210002，Jiangsu，China;2.Center of Laboratory Animals，Academy of Military Medical Sciences，Beijing100850，China)

With the development of imaging technology，multi-model neuroimaging techniques have been extensively applied to clinical researches，especially in the study of epilepsy.This article updates multi-model neuroimaging evaluation of cerebral perfusion changes in patients with mesial temporal lobe epilepsy and the implications of these change.

Mesial temporal lobe epilepsy;Perfusion;Multi-model;Neuroimaging

R742.1

A

1008-8199(2012)08-0864-04

国家自然科学基金(30800264)

210002南京，南京军区南京总医院医学影像科［沈连芳(医学硕士研究生)、张志强］;100850北京，军事医学科学院实验动物中心(高全胜)

高全胜，E－mail:gaoquansheng2002@yahoo.com.cn

2011-06-15;

2011-06-29)

(责任编辑:闻 浩;英文编辑:罗永合)