脑磁图联合弥散张量成像在常规磁共振成像阴性的额叶局灶性皮质发育不良术前评估中的应用价值

郭 韬，刘倩薇，陈 尧，杜亚丽



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脑磁图联合弥散张量成像在常规磁共振成像阴性的额叶局灶性皮质发育不良术前评估中的应用价值

郭 韬，刘倩薇，陈 尧，杜亚丽

目的 探讨常规磁共振成像阴性的额叶局灶性皮质发育不良(FCD)的诊断和定位方法，为手术治疗提供依据。方法 选择2008年3月—2009年6月河北省人民医院收治的常规磁共振成像表现阴性的额叶癫痫并经手术治疗后病理诊断为FCD的患者28例,术前联合应用脑磁图(MEG)、弥散张量成像(DTI)检查诊断、定位。结果 MEG显示发作间期棘波分布于右侧额叶13例，左侧额叶10例，额顶叶3例，双侧额叶2例。棘波灶与中央前回运动区相隔15例，相邻11例，部分相融2例。DTI检查结果显示，感兴趣区(ROI)的表观弥散系数值(ADC)较对侧升高〔(1.55±0.14)mm2/s与(0.87±0.05)mm2/s,t=2.734，P<0.05〕，部分各向异性(FA)值较对侧降低〔(0.21±0.03)与(0.30±0.10)，t=2.384，P<0.05〕。28例癫痫患者行手术治疗，病理回报FCDⅠA型6例、ⅠB型9例、ⅠC型8例、ⅡA型5例。患者术后随访12～26个月，平均17.3个月，Engel′sⅠa级7例、Ⅰb级10例、Ⅱ 级8例、Ⅲ 级3例。结论 联合应用MEG和DTI技术可以准确诊断、定位常规磁共振成像阴性的额叶FCD，为精确切除致痫灶、提高额叶癫痫控制率提供保障。

脑磁图描记术；弥散张量成像；磁共振成像；皮质发育畸形；癫痫；诊断

郭韬，刘倩薇，陈尧，等.脑磁图联合弥散张量成像在常规磁共振成像阴性的额叶局灶性皮质发育不良术前评估中的应用价值[J].中国全科医学，2015，18(6)：729-732.[www.chinagp.net]

Guo T，Liu QW，Chen Y，et al.Values of combined application of magnetoencephalography and diffusion tensor imaging in the preoperative evaluation of MRI-negative frontal focal cortical dysplasia[J].Chinese General Practice，2015，18(6)：729-732.

局灶性皮质发育不良(focal cortical dysplasias，FCD)是额叶癫痫常见的病因，手术切除FCD治疗额叶癫痫日益广泛[1]。而部分额叶FCD因形态结构改变细微、常规影像学表现阴性，识别较困难。文献显示在病理确诊的FCD患者中，不到50%的患者术前磁共振成像(MRI)检查能够确诊[2]，这令手术治疗难以施行，严重影响治疗效果。因此FCD的诊断和定位对于手术治疗额叶癫痫具有重要意义。本研究联合应用脑磁图(MEG)、弥散张量成像(DTI)诊断、定位常规MRI阴性的额叶FCD癫痫患者，取得满意效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2008年3月—2009年6月河北省人民医院收治的常规MRI阴性的额叶癫痫并经手术治疗后病理诊断为FCD的患者28例为研究对象，其中男17例，女11例；年龄7～43岁，平均23.8岁；病史2～13年，平均5.7年；癫痫发作形式：全面性强直-阵挛性发作13例、复杂部分继发全面性发作9例、复杂部分性发作4例、简单部分性发作2例。

发作间期脑电图多表现为局灶性棘、尖波，波幅偏低，波形不典型。发作期脑电图显示单棘波或多棘波节律持续或阵发性出现，可有单棘波、多棘波、小尖波等多种放电形式，扩布迅速。常规CT、MRI检查无阳性表现。

1.2 MEG检查 患者均应用芬兰Neuromeg公司生产的Vectorview 306全头型生物磁仪检查，配合美国GE公司生产的1.5 T Signa Horizon成像系统。记录前以两外耳孔及鼻根为基准建立坐标系并建立头颅数字模型，采样频率为678.17 Hz，高通滤波为1.0 Hz，带宽 200 Hz。患者安静状态下，在磁屏蔽室内记录脑自发电磁波120 min。常规检查体感诱发磁场，气夹刺激正中神经产生的皮质感觉区磁场来定位皮质中央后回感觉区从而确定中央沟位置，用运动诱发磁场定位中央前回皮质运动区。给予双耳听觉性纯音刺激，确定听觉中枢位置。磁信号采集完毕后行MRI扫描。使用单个等效偶极子模型和头颅球体模型进行定位分析，推算空间位置坐标数据，用芬兰Neuromeg公司设计的MEG-Segmentation软件对MRI原始图像进行三维重建，获得三维立体脑图像。用芬兰Neuromeg公司设计的MEG-MRI Integration软件将MEG所获得的脑功能信息与MRI获得的解剖结构图像进行叠加，完成三维脑功能图像。

1.3 DTI检查 MRI采用GE 3.0 T MR扫描仪，使用弥散敏感单次激发回波平面成像序列进行轴位扫描，采用大脑前、后联合(AC-PC)定位线，总计获取40层图像，覆盖整个大脑半球和脑干，使用2个弥散权重，b值分别为0和1 500 s/mm2，在12个方向上分别施加弥散敏感梯度，信号3次平均采集时间4′56″。

将采集到的DTI原始数据经工作站提供的DTI分析软件包进行分析。导入原始数据，采用高斯平滑消除采集数据噪声，应用内插方法和平行处理进一步提高图像分辨率。经工作站处理自动计算产生表观弥散系数值(apparent diffusion coefficient,ADC)图、部分各向异性(fractional anisotropy,FA)图和弥散加权成像图(diffusion weighted imaging,DWI)。各参数图进行图像配准，配合视频脑电图提示的放电灶区域结合DWI显示的异常信号范围确定为FCD病变，获取感兴趣区(region of interest，ROI)的ADC和FA值。ROI范围为20～120个像素单位。选择对侧半球对称部位为参考区，获取相应的数据信息。

1.4 随访 术后癫痫控制评价按Engel′s分级：Ⅰa级:术后不服抗癫痫药,无癫痫发作。Ⅰb级:术后服用适量抗癫痫药，无癫痫发作。Ⅱ 级:术后癫痫发作减少90%以上。Ⅲ 级:术后癫痫发作减少90%以下。Ⅳ 级:术后癫痫发作频率减少<50%或与术前相同，甚至加重。

2 结果

2.1 MEG检查结果 MEG显示发作间期棘波分布于右侧额叶13例，左侧额叶10例，额顶叶3例，双侧额叶2例。棘波灶与中央前回运动区相隔15例，相邻11例，部分相融2例。

2.2 DTI检查ROI与对侧额叶对照区ADC和FA值比较 DTI检查结果显示，ROI的ADC值较对侧升高，FA值较对侧降低，差异有统计学意义(P<0.05，见表1)。

2.3 手术及病理 所有患者依据MEG、DTI确定的额叶FCD范围行手术切除，术中辅助皮质脑电图监测验证。病理回报FCDⅠA型6例，ⅠB型9例，ⅠC型8例，ⅡA型5例。

2.4 随访情况 患者术后随访12～26个月，平均17.3个月。Engel′sⅠa级7例，Ⅰb级10例，Ⅱ 级8例，Ⅲ 级3例。

3 典型病例

患儿，男，9岁。主诉“发作性抽搐5年加重1年”于2009-04-17入院。发作形式为意识丧失，四肢过度运动，非对称性强直阵挛，口中发声，持续约2 min缓解。发作前无明显先兆，近1年每日均有发作。发作间期长程视频脑电图(VEEG)提示Fp1、F7、F3、C3导联可见大量中幅、非同步棘波，2.5～3.0 Hz棘慢波(见图1)。发作期VEEG全导弥漫性电压低减，大量肌电伪差，发作起始无侧向性。磁源性影像显示发作间期棘波分布于左侧额顶叶，以左侧额叶为著(见图2)。双侧半球手区体感皮质诱发反应及位置正常，双侧听觉诱发反应及位置正常(见图3)。常规MRI检查未见异常(见图4)。结合MEG结果，行双侧额叶DTI扫描显示：左侧额叶白质纤维较对侧少(见图5)，左侧额叶FA值为0.210，右侧额叶对称部位FA值为0.286；ADC(左)=1.52，ADC(右)=0.89。考虑左侧额叶FCD可能性大。初步诊断：(1)症状性癫痫，(2)左侧额叶FCD。根据MEG、DTI确定的FCD范围手术切除左侧额叶中下回部分皮质，病理回报：FCDⅠA(见图6)。术后服用丙戊酸钠0.5 g/次,2次/d。随访19个月，Engel′sⅠb级。

Table 1 Comparison of the ADC and FA values between ROI and the control area of contralateral frontal lobe

部位ADC(mm2/s)FA值ROI155±014021±003对侧087±005030±010t值27342384P值00150036

注：ROI=感兴趣区，ADC=表观弥散系数值，FA=部分各向异性

图4 常规MRI检查未见异常

Figure 4 There was no abnormal sign on conventional MRI images

图5 左侧额叶白质纤维较对侧少

Figure 5 The white matter fiber in left frontal lobe was less than that in contralateral area

图2 磁源性影像显示发作间期棘波分布于左侧额顶叶，以左侧额叶为著

Figure 2 Magnetic source imaging showed interictal spike waves were distributed in the left frontal and parietal lobes,especially in the left frontal lobe

图3 MEG双侧半球手区体感皮质诱发反应及位置正常，双侧听觉诱发反应及位置正常

Figure 3 MEG showed cortical evoked response and location of bilateral brain hemisphere hand area were normal,bilateral auditory evoked response and position were normal

图1 发作间期VEEG提示Fp1、F7、F3、C3导联大量中幅、非同步棘波

Figure 1 The interictal VEEG showed a large number of modest,asynchronous spike waves in Fp1,F7,F3 and C3 lead

图6 病理回报：FCDⅠA

4 讨论

FCD是因胚胎发育早期神经元的增殖、移行、组织等过程中受到遗传或环境因素影响而发生[3]，是药物难治性癫痫最常见的病因之一。由于FCD具有内在癫痫源性及范围的局限性，手术成为其最为有效的治疗方法[4]。但部分FCD因形态结构改变细微，影像学表现阴性，识别困难。

额叶神经元的电生理特点，常使背景活动与影像学表现阴性的额叶FCD区域的阵发性、节律性电活动的区别不明显，发作期脑电图由于动作伪迹和肌电伪差较大，异常放电全脑扩散迅速，识别起源较为困难，致使脑电图难以诊断影像学表现阴性的额叶FCD的确切部位。

EMG测量的磁场主要来自大脑皮质锥状细胞树突产生的突触后电位。由于脑磁场信号强度明显强于头皮组织，且磁场为空间探测，不受头皮电位变化干扰，与脑电图监测相比EMG能做到高度准确的时间、空间分辨率[5]。由于FCD病灶本身即为致痫灶，即使常规MRI阴性额叶FCD，MEG也可将获得的癫痫波与 MRI 所获得的解剖结构资料叠加，形成磁源成像(MSI)，定位常规MRI阴性的额叶FCD所在皮质位置。通过MEG脑诱发磁场技术还可获得脑功能区的准确定位，能显示脑的重要功能区与FCD的关系，且为无创性。结合本组患者手术治疗情况，由于额叶皮质存在多处功能区，手术切除常规MRI阴性的FCD时，MEG提供的FCD与功能区的位置和关系对选择手术方案、手术入路及评价手术切除FCD的危险性具有重要作用。但由于MEG检查时间较短，收集数据较少，多数时候仅能确认FCD的中心位置提供ROI，仍需DTI认定FCD走形、范围。

MEG确定ROI从根本上消除了常规MRI阴性的额叶FCD无影像学定位提示，额叶形状的差异及额叶结构、功能复杂、解剖范围大等因素所致ROI包括的纤维束范围受主观因素影响易出现偏差，DTI结果误差较大，甚至产生漏诊，失去临床指导意义[6]。本组资料证明MEG可以弥补此类缺陷，客观、准确地提供ROI范围，为DTI检查的精确性提供保证。

DTI 是在分子水平上研究组织中水分子随机运动的一种无创性的功能性MRI技术，DTI常用指标为ADC和FA值[7-8]。ADC反映水分子弥散能力的大小。FA值描述各向异性的程度，间接描述扩散屏障如细胞膜、轴索的改变，对于脑白质区的异常改变灵敏度高[9-10]。Rugg-Gunn等[11]对22例患有FCD的癫痫患者行DTI检查，结果发现，FCD侧的ADC较对侧显著升高，而FA值明显低于对侧。认为这主要是因为FCD区域神经元丢失、胶质增生，神经元密集度减低，树突减少，使细胞外间隙扩大水分子随机活动增加，令FCD区域ADC增高。此外，FCD区域常存在髓鞘缺失、轴索膜的通透性升高和轴索排列松散等情况，就使FCD区域FA的程度下降，出现FA值降低。本研究患者的ADC和FA值对比情况与上述文献所述相同，证明应用ADC和FA值诊断FCD性质、范围客观、准确。

即使常规MRI阴性的额叶FCD，也可造成脑组织显微结构变化。主要包括神经元萎缩、丢失、神经胶质增生等局灶性、永久性损伤，并由此造成白质纤维弯曲性、完整性以及连续性的明显变化。利用DTI所得数据进行人脑白质纤维成像，可以直观显示神经纤维的分布、密度、走形、范围等多种信息，不仅可以对FCD进行定位，而且能够准确地描绘FCD的范围[12]。本组常规MRI阴性的额叶癫痫患者的DTI显示，FCD区域神经纤维束明显稀疏、短小、局限，与病理改变相吻合。而正常脑组织神经纤维束明显粗大、支配范围广泛、神经网络联系密切。

综上所述，联合应用MEG、DTI可以提高常规MRI阴性的FCD诊断、定位的准确性，为精确切除致痫灶、提高额叶癫痫控制率、解除患者病痛提供保障。由于本研究样本较少，随访时间尚短，仍需扩大样本、延长随访时间行进一步观察研究。

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修回日期：2014-11-01)

(本文编辑：陈素芳)

Values of Combined Application of Magnetoencephalography and Diffusion Tensor Imaging in the Preoperative Evaluation of MRI-negative Frontal Focal Cortical Dysplasia

GUOTao，LIUQian-wei，CHENYao，etal.

DepartmentofFunctionalNeurosurgery,HebeiProvincialPeople′sHospital,Shijiazhuang050051,China

Objective To investigate the diagnosis and localization method for MRI-negative frontal focal cortical dysplasia (FCD),and to provide the basis for the surgical treatment.Methods 28 patients who had frontal lobe epilepsy were treated in Hebei Provincial People′s Hospital from March 2008 to July 2009,were selected as study subjects,their MRI results were negative,and they were diagnosed with FCD by post-operative pathology,magnetoencephalography (MEG) and diffusion tensor imaging (DTI) were used to diagnose and locate lesions.Results The distribution of interictal spike waves detected by MEG:13 cases in right frontal lobe,10 in left frontal lobe,3 in frontal and parietal lobes,2 in bilateral frontal lobe.The spike waves region and precentral motor area of 15 cases were separated at a distance,the spike waves region was adjacent to precentral motor area among 11 cases,the spike waves region partially integrated into precentral motor area among 2 cases.DTI examination results showed that,apparent diffusion coefficient(ADC) in region of interest (ROI) was significantly higher than that in contralateral region 〔(1.55±0.14)mm2/s vs.(0.87±0.05)mm2/s,t=2.734，P<0.05〕,fractional anisotropy (FA) value in ROI was significantly lower than that in opposite region 〔(0.21±0.03)vs.(0.30±0.10)，t=2.384，P<0.05〕.28 patients received surgical treatment,pathological reports showed 6 cases of FCD type ⅠA,9 cases of type ⅠB,8 cases of type ⅠC,5 cases of FCD type ⅡA.All patients were followed up for 12 to 26 months,the average follow-up time was 17.3 months.7 case of Engel ′s grade Ⅰa,10 cases of grade B,8 cases of grade Ⅱ,3 cases of grade Ⅲ.Conclusion Combined application of MEG and DTI technology can accurately diagnose and locate MRI-negative frontal FCD,which can guide the precise excision of epileptogenic focus and improve the control rate of frontal lobe epilepsy.

Magnetoencephalography；Diffusion tensor imaging;Magnetic resonance imaging；Malformations of cortical development；Epilepsy;Diagnosis

050051 河北省石家庄市，河北省人民医院功能神经外科

杜亚丽，050051 河北省石家庄市，河北省人民医院功能神经外科；E-mail：duyaliii@sina.com

R 742

B

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.06.030

2014-04-26；