Cortex ID分析法用于18F-FDG PET脑显像术前定位局灶性脑皮质发育不良致痫灶的临床价值分析

魏强，程洁，田丛娜，边艳珠*，杨双臣，杨鑫，宋国庆，周汝明，邱刚

外科手术切除致痫灶是治疗或缓解致痫性局灶性脑皮质发育不良（FCD）所致癫痫最有效的治疗方法［1-3］。术前精确定位致痫灶与选择手术方案及预测术后疗效密切相关［2］。临床常用的术前无创定位致痫灶的方法有脑电图（EEG）、磁共振成像（MRI）及18F-脱氧葡萄糖（FDG）正电子发射断层扫描（PET）脑显像等［4］。常规18F-FDG PET脑显像诊断致痫灶多采用视觉分析法，其诊断主观性强，准确性受医生观察结果影响［5］。Cortex ID分析法作为一种基于三维立体表面投影（3D-SSP）分析方法的PET脑代谢功能分析软件，可用于18F-FDG PET脑显像的图像数据分析［6］。本研究以术后病理检查结果为金标准，回顾性分析34例FCD所致癫痫患者术前18F-FDG PET脑显像图像，分别采用视觉分析法和Cortex ID分析法进行FCD致痫灶定位，并将定位结果与金标准证实的41处FCD致痫灶进行对照，探讨Cortex ID分析法用于FCD致痫灶定位诊断的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析2013年2月—2017年6月就诊于河北省人民医院并最终经术后病理检查证实为FCD所致癫痫患者34例。其中男21例、女13例；年龄6～40岁，平均年龄（23.0±7.9）岁；病程1～21年，平均病程（9.8±6.1）年。患者病史及检测结果资料完整，检查前结合既往史、临床检查和影像学诊断均已排除精神类疾病、脑血管疾病、痴呆及其他颅脑病变。

1.2 金标准 本研究以病理检查结果为金标准。病理分型采用2011年国际抗癫痫联合会确定的FCD分类标准［7］。将FCD分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3型，共Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲa、Ⅲb、Ⅲc、Ⅲd 9个亚型。

1.318F-FDG PET脑显像检查方法 患者术前均停服抗癫痫药物48 h以上后于癫痫发作间期行18F-FDG PET脑显像。18F-FDG由江苏江原安迪科公司制备并提供，放化纯度≥95%。患者均空腹6 h以上，静脉注射18F-FDG 3.7 MBq/kg后静卧休息，40 min后行颅脑PET扫描（GE Discorvery Elite PET/CT成像系统）。首先进行CT扫描进行衰减校正，球管电压120 kV，球管电流9 mA。然后行三维脑PET采集，采用固定采集计数法行PET脑显像，总采集2×108有效放射性计数。采用有序子集最大期望值法（OSEM）进行图像重建，于AW 4.5处理工作站（GE公司）中显示脑部横断面、冠状面及矢状面图像，采用视觉分析法和CortexID分析法诊断致痫灶。

1.4 图像分析

1.4.1 视觉分析法 采用双盲法由2名核医学主治医师应用视觉分析法判读患者18F-FDG PET脑显像图，以连续2个以上断层图像中观察到局灶性脑皮质异常放射性稀疏诊断为阳性［5］，当2位医师诊断意见不一致时需会诊协商。当无法观察到确定致痫灶或经会诊协商仍无结果时定位结果诊断为致痫灶阴性。

1.4.2 Cortex ID分析法 AW 4.5处理工作站自带Cortex ID脑代谢功能分析软件使用华盛顿大学MINOSHIMA等［6］研发的3D-SSP方法对18F-FDG PET脑显像图进行分析。其内容涉及：使用矫正和转换技术的组合自动匹配标准化大脑，将一系列预定义的表面像素提取到脑皮质各区的峰代谢活度，使用Z值法比较受检者标准化的脑皮质峰代谢活度与软件自带正常组数据库的健康对照组脑皮质峰代谢活度，以8个标准角度显示低代谢Z值图［8-10］（见图1）。以上过程均由Cortex ID自动处理完成并进行显示，以Z值图所示局灶性代谢减低区经左右两侧脑皮质代谢对比诊断为致痫灶。如无显著代谢减低区或代谢减低区范围较分散则诊断为致痫灶阴性。

1.4.3 手术及病理检查 患者术前均行神经心理评估、长程视频脑电图检测、MRI及PET-CT检查综合评估，上述检查方法中至少有2种及2种以上致痫灶诊断一致方可考虑手术治疗。部分患者术中还需结合皮质脑电监测确定致痫灶范围并予以切除。术后所有患者行视频脑电图检测，异常波发放明显减少或消失，术后随访6～18个月，均无再次癫痫发作或发作明显减少方可依据术后病理检查结果诊断为FCD致痫灶。

1.5 统计学方法 采用SPSS 20.0进行统计学分析。计量资料以（±s）表示；计数资料的比较采用χ2检验；比较两种分析法诊断FCD致痫灶的一致性。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 金标准检查结果 经金标准证实34例FCD所致癫痫患者共有41处致痫灶（其中5处致痫灶由18F-FDG PET脑显像之外其他检查方法检出）。致痫灶位于额叶9处、顶叶2处、枕叶1处、颞叶26处，颞顶枕交界区3处。41处致痫灶部位及术后病理检查结果见表1。

2.2 视觉分析法与Cortex ID分析法诊断结果 视觉分析法检出29个FCD致痫灶，检出率为70.7%；Cortex ID分析法检出34个FCD致痫灶，检出率为82.9%；两种方法FCD致痫灶检出率比较，差异无统计学意义（χ2=0.191，P=0.295）。两种方法诊断FCD致痫灶具有一致性（Kappa=0.396，P=0.007，见表2）。

2.3 典型病例介绍 1例18岁男性癫痫患者，于出生后6 d开始无明显诱因出现癫痫症状，间断发作至今，药物抗癫痫治疗效果不明显，脑MRI显像阴性。对该患者行18F-FDG PET脑显像并经Cortex ID分析法所得图像见图1～3。

表1 41个FCD致痫灶部位及病理类型（病灶数）Table 1 Locations and pathological types of 41 FCD-induced epileptic foci

表2 视觉分析法及Cortex ID分析法对41个FCD致痫灶的诊断结果对比（病灶数）Table 2 Comparative study of the accuracies of 18F-FDG PET with visual analysis and Cortex ID analysis in the detection of 41 FCD-induced epileptic foci

图1 1例FCD癫痫患者Cortex ID分析法显像图Figure 1 Cortex ID analysis of 18F-FDG PET brain images of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD

3 讨论

FCD最早于1971年由TAYLOR等［11］描述并命名，FCD与癫痫的发病密切相关，FCD致痫灶在癫痫发作间期多表现为不同程度的异常低葡萄糖代谢，因此可通过脑18F-FDG PET/CT显像来进行定位［12-13］。以往研究证实18F-FDG PET脑显像作为一种无创性术前定位致痫灶方法，对于脑MRI检查阴性癫痫患者价值更大［14-15］。WILLMANN等［16］进行的一项meta分析显示，PET脑显像致痫灶低代谢有86%的良好预后预测值，脑常规MRI检查的预测值为80%，EEG的预测值为72%。采用视觉分析法进行PET脑显像致痫灶定位具有主观性的不足，对较小面积致痫灶或较低级别FCD致痫灶的检出和定位诊断较为困难、可重复性差［12］。一些标准化的PET统计分析方法如采用统计参数图评估PET脑显像图用以查找致痫灶已被应用于临床，研究显示其具有较高客观性和可重复性［17-19］。本研究采用基于3D-SSP的Cortex ID分析方法对PET脑显像图进行自动化分析处理，其3D处理方式与单纯Cortex ID分析方法相比较弥补了受检者之间脑皮质厚度和脑回深度的个体差异性［20］，显著增加了核医学医师对PET脑显像图的诊断准确性。LEHMAN等［21］报道3D-SSP可将低年资阅片者和专家阅片者对阿尔茨海默病的诊断特异度从26%、56%分别提高至63%、86%。Cortex ID软件还内置了健康对照组的PET脑显像图数据用以统计分析，弥补了3D-SSP需自行建立对照组数据库的不足，有利于在多中心研究中进行推广使用。本研究中34例患者41处FCD致痫灶分别采用视觉分析法和Cortex ID分析法进行诊断，两种方法阳性检出率无统计学差异（P=0.295）。利用Kappa系数检验比较两种分析方法诊断FCD致痫灶一致性（Kappa≥0.8表明两者几乎完全一致；0.8＞Kappa≥0.6两者高度一致；0.6＞Kappa≥0.4两者中度一致性；0.4＞Kappa≥0.2两者一致性一般；Kappa＜0.2两者一致性较差），发现两者一致性一般（Kappa=0.396，P=0.007）。

图2 FCD癫痫患者PET脑显像图、MRI显像图及Cortex ID分析法显像图Figure 2 Images of 18F-FDG PET，MRI and 18F-FDG PET with Cortex ID analysis of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD

图3 FCD癫痫患者术后病理检查结果Figure 3 Pathological results of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD

本研究还发现5个视觉分析法和Cortex ID分析法均未能检出的FCD致痫灶术后病理检查结果均为FCD I型病灶，其最终均通过视频脑电或颅内电极植入的方法检出，常规MRI亦不能对其进行术前诊断。表明对于I型FCD致痫灶现有影像学检查手段仍存在局限性，这可能因为I型FCD病灶病理变化差异度较小，解剖及功能代谢显像图像差异均不显著而不易检出。对于此类致痫灶，有创的颅内电极植入仍是最有效的检查方法。此外本研究中Cortex ID软件自带的健康对照组数据库受试者年龄分布为42～89岁，与研究所纳入的34例6～40岁受检者年龄存在较大差异，而正常人群脑皮质代谢水平是随着年龄增长逐渐下降的［22］，因此难以避免分析结果有所偏差，如果Cortex ID软件能补充数据，建立与各阶段年龄匹配的健康对照组的数据库，或能进一步提高最终诊断结果的准确性。但值得注意的是FCD所致癫痫多于青少年或儿童人群发病，而建立儿童或青少年健康志愿者数据库又是不符合医学研究伦理的，本研究发现FCD致痫灶在18F-FDG PET脑显像图上表现为局灶性脑皮质代谢减低，因此使用年长者健康对照组数据库进行致痫灶定位诊断仍能获得较好诊断结果，并不会对整体诊断特异度和灵敏度造成较大影响，可以将Cortex ID分析法用于FCD致痫灶的术前定位应用。

总之，致痫性局灶性FCD患者18F-FDG PET脑显像采用视觉分析法和Cortex ID分析法均具有较高诊断准确性，Cortex ID分析法重复性好，主观影响因素少，能够对诊断结果进行三维综合显示并在立体定位坐标系中对致痫灶进行精准定位。

作者贡献：魏强撰写论文；田丛娜、周汝明进行研究的设计、实施；杨双臣、杨鑫、宋国庆进行数据收集；程洁、邱刚进行数据整理、统计学处理；边艳珠对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。