脑灰质异位相关癫痫18F-FDG PET/MRI表现

黎颖昕,凌雪英,唐勇进,程 勇,徐 浩

(暨南大学附属第一医院核医学科,广东 广州 510630)

脑灰质异位(gray matter heterotopia, GMH)是胚胎期神经元在移行过程中受阻而聚集于室管膜与皮质之间形成的先天性畸形,可单独存在或与其他中枢神经系统畸形并存;临床主要表现为癫痫、智力发育障碍及神经系统功能障碍等[1-2]。室管膜下GMH为GMH最常见类型,患者癫痫发作概率高达80%。MRI是影像学诊断GMH的首选方法[3]。PET/MRI可通过一次检查完整显示可疑癫痫灶解剖结构、位置及代谢等,更有利于判断致痫灶及其范围。本研究观察GMH相关癫痫18F-FDG PET/MRI表现。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2014年8月—2020年12月于暨南大学附属第一医院就诊的27例GMH相关癫痫患者,男15例、女12例,年龄2～62岁、平均(21.7±10.8)岁;均于癫痫发作期间接受颅脑PET/MR检查并经MRI诊断GMH[3]。排除有脑部手术史者。本研究经院伦理委员会批准(KYk-2021-004);检查前患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 PET检查 采用GE Discovery Elite 690 PET/CT显像系统行脑部扫描。18F-FDG显像剂购自原子高科股份有限公司,以全自动化学方法合成,放射化学纯度>95%。嘱患者检查前禁食6 h以上,控制其空腹血糖为4.0～11.1 mmol/L。以剂量4.44 MBq/kg体质量注射18F-FDG后,嘱患者安静休息45～90 min;行常规PET/CT检查,管电压140 kV,电流115～1 808 mA,层厚3.8 mm,矩阵512×512;PET采集1个床位,6 min,矩阵256×256。扫描结束后根据CT图像进行衰减校正,以自适应统计迭代重建算法得到PET图像。

1.2.2 MR检查 采用GE Discovery 750 3.0T MR仪、8通道头部线圈进行脑部扫描;参数：3D脑容积成像(brain volume imaging, BRAVO) T1W,TR 8.2 ms,TE 3.2 ms,带宽31.2 kHz,FOV 23.6 cm×23.6 cm,矩阵256×256,层厚1.1 mm,层间距0;3D快速液体衰减反转恢复(cube fluid attenuated inversion recovery, CUBE FLAIR)序列,TR 5 000 ms,TE 127.3 ms,带宽31.2 kHz,FOV 25.6 cm×23.6cm,矩阵256×256,层厚1.0 mm,层间距-0.5 mm;3D动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)序列,TR 4 779 ms,TE 10.9 ms,带宽62.5 kHz,FOV 24 cm×24 cm,矩阵256×8,层厚3.3 mm,层间距0;轴位T2-FLAIR,TR 8 400 ms,TE 147.6 ms,带宽62.5 kHz,FOV 22 cm×22 cm,矩阵256×256,层厚3.0 mm,层间距0.3 mm。扫描完成后于GE后处理工作站进行PET/MR图像融合。

1.3 分析图像 由2名具有10年以上工作经验的核医学科主治医师以双盲法阅片,分析病灶MRI表现(部位、形状、信号及有无合并其他脑部畸形)及PET表现(糖代谢情况);分别以病灶周围或对侧镜像区白质及中央前回灰质作为对照,采用半定量分析方法评估病灶糖代谢：①相比病灶周围或对侧镜像区白质最大标准摄取值(maximum standard uptake value, SUVmax),病灶SUVmax升高为糖代谢增高、降低为糖代谢减低,与之接近为糖代谢未见明显异常;②相比中央前回灰质SUVmax,病灶SUVmax升高为糖代谢增高、降低为糖代谢减低,与之相近为糖代谢未见明显异常。根据PET/MRI表现诊断GMH并进行分型[1-2],分为室管膜下GMH、皮质下GMH、层状(带状)GMH或混合型GMH(同时存在2种或3种类型GMH)。2名医师意见存在分歧时,与另1名核医学科副主任医师或主任医师共同商讨后达成一致意见。

2 结果

27例GMH中,室管膜下GMH 15例、皮质下GMH 2例、层状(带状)GMH 2例、混合型GMH 8例;相比病灶周围或对侧镜像区脑白质SUVmax, 22例糖代谢增高、3例糖代谢减低,2例糖代谢未见明显异常;相比病灶周围及中央前回灰质SUVmax,8例糖代谢增高、16例糖代谢减低,3例糖代谢未见明显异常。其中6例合并脑裂畸形,6例合并双侧小脑半球体积缩小,合并透明隔缺如、穹隆低位、胼胝体发育不良、多微小脑回畸形各1例。

15例室管膜下GMH MRI均表现为侧脑室室管膜下方大小不等、单发或多发条带状、结节状灰质信号,与侧脑室相邻并凸入脑室腔内致其壁形态不规则; 6例病灶呈双侧对称、9例呈不对称分布,7例病灶散在分布、2例连续分布、6例同时存在散在及连续分布;相比病灶周围或对侧镜像区脑白质,11例糖代谢增高、3例糖代谢减低,1例糖代谢未见明显异常;相比中央前回脑灰质,2例糖代谢增高、12例糖代谢减低,1例糖代谢未见明显异常。其中3例合并脑裂畸形,1例合并胼胝体发育不良,4例合并双侧小脑半球体积缩小。见图1。

图1 患者女,24岁,癫痫史2年,MRI诊断室管膜下GMH A、B.轴位(A)及冠状位(B)3D BARVO T1WI示双侧侧脑室室管膜下大小不等的条带状、结节状灰质信号; C～F.轴位(C)及冠状位(D)18F-FDG PET、轴位(E)及冠状位(F)18F-FDG PET/MRI示病灶糖代谢高于周围白质而低于中央前回灰质 (箭示病灶) 图2 患者男,25岁,癫痫史18年,MRI诊断皮质下GMH A、B.轴位(A)及冠状位(B)3D BARVO T1WI示右侧颞叶白质局灶性GMH伴右侧额颞岛叶多微小脑回畸形; C～F.轴位(C)及冠状位(D)18F-FDG PET、轴位(E)及冠状位(F)18F-FDG PET/MRI示病灶糖代谢高于周围白质而低于中央前回灰质 (箭示病灶)

2例皮质下GMH MRI表现为双侧脑白质区不规则、形态各异的结节或肿块,信号与周围脑灰质相似。相比病灶周围或对侧镜像区脑白质,2例糖代谢均增高;相比中央前回灰质,病灶糖代谢增高及降低各1例。其中1例合并透明隔缺如及穹隆低位、1例合并多微小脑回畸形。见图2。

2例层状(带状)GMH MRI表现为双侧大脑皮层与侧脑室之间的带状灰质信号,经一层白质带与大脑皮质相分离,呈“双层状(带状)”;相比周围或对侧镜像区脑白质,病灶糖代谢增高及未见明显异常各1例;相比中央前回灰质,病灶糖代谢增高及降低各1例。未见其他颅脑畸形。见图3。

图3 患者女,20岁,癫痫史18年,MRI诊断层状(带状)GMH A、B.轴位(A)及冠状位(B)3D BARVO T1WI示双侧大脑半球各叶白质区对称性、层状(带状)灰质信号; C～F.轴位(C)及冠状位(D)18F-FDG PET、轴位(E)及冠状位(F)18F-FDG PET/MRI示病灶糖代谢高于周围白质及中央前回灰质 (箭示病灶)

8例混合型GMH MRI均表现为室管膜下GMH伴皮质下GMH,5例单侧、3例双侧受累;相比周围或对侧镜像区脑白质,病灶糖代谢均增高;相比中央前回灰质,4例糖代谢增高、2例糖代谢降低,2例糖代谢未见明显异常。其中3例合并脑裂畸形、2例合并双侧小脑半球体积缩小。

3 讨论

大脑皮层发育过程连续而复杂,包括细胞增殖、细胞迁移、皮层组织及神经元网络形成等。受基因或环境因素如出血、脑室周围白质软化、缺血缺氧等影响,于胎儿发育第6～16周,大脑皮层可能发育畸形而致GMH[2,4]。GMH是神经元异常迁移的结果,可处于白质室管膜层和皮质下之间的任何位置[5]。

目前GMH导致癫痫的机制尚不明确,对于异位灰质是否参与脑电癫痫样放电仍有争议[6]。多项利用立体脑电图(stereo-electroencephalogram, SEEG)探究GMH致癫痫发作原因的研究[6-8]结果显示,异位灰质结节与相关皮质神经元共同形成致癫痫神经网络。

PIZZO等[6]认为仅6%癫痫样放电起源于异位灰质本身;GMH患者中,癫痫样放电通常起源于异位灰质病灶及与其相关的皮质神经元形成的致癫痫神经元网络。手术治疗GMH致顽固性癫痫前不仅需明确病灶位置,更需确定与病灶构成致癫痫神经元网络的相关皮质。DUBEAU等[9]报道,单纯病灶切除术仅可在30% GMH患者中达到EngelⅠ级疗效。

高分辨率MRI为评估GMH的首选影像学方法。MRI中,室管膜下GMH病灶多位于室管膜下或紧邻室管膜,可单发亦可多发,呈结节样、波浪样、锯齿状或带状,具有占位效应,邻近脑实质可受压变形,增强后结节无强化;皮质下GMH病灶位于皮质下与脑室之间,呈脑白质区不规则结节或肿块;层状(带状)GMH多见于女性,表现为灰质层与侧脑室平行且边缘平整,与皮层和脑室之间由白质层隔开[8,10-11]。GMH可合并其他颅脑发育异常如脑裂畸形、胼胝体发育异常、蛛网膜囊肿、透明隔及穹隆失调等[12]。

FDG PET已在诊断难治性癫痫中发挥重要作用[13-14]。本研究18F-FDG PET显示,本组27例GMH中,相比病灶周围或对侧白质,GMH病灶组织糖代谢多增高(22/27,81.48%),可能与其摄取FDG与正常灰质相似有关[15-18];而相比中央前回灰质,8例糖代谢增高、16例降低,与ALIS等[16]的结果存在一定差异,可能与研究对象年龄及GMH类型不同有关。

PET与MRI相融合更有助于精确定位功能性皮质代谢异常。SENIARAY等[19]利用FDG PET/MRI观察1例GMH相关顽固性癫痫患者,MRI显示右侧颞角室管膜下结节状异位灰质,PET/MRI示其FDG摄取增高且右侧颞叶前部FDG摄取明显减低,脑电图显示癫痫发作确由右侧颞叶异常放电所致。POPESCU等[18]以FDG PET/MRI及SEEG评估16例GMH相关难治性癫痫患者的31个异位灰质病灶,23个SEEG可见异常放电病灶,其中21个(21/23,91.30%)FDG PET/MRI显示糖代谢异常;8个SEEG显示无电活性病灶,其中5个FDG PET/MRI糖代谢无明显异常(5/8,62.50%);SEEG与FDG PET评估异位灰质结节致痫性的一致性为83.87%(26/31)。

综上所述,GMH相关癫痫18F-FDG PET/MRI具有一定特征性,有助于诊断并指导临床治疗决策。但本研究为单中心回顾性分析,样本量小,且未能与手术病理及SEEG结果进行对照,有待后续进一步完善。

利益冲突：全体作者声明无利益冲突。

作者贡献：黎颖昕查阅文献、撰写文章;凌雪英修改文章;唐勇进图像处理和分析;程勇统计和数据分析;徐浩查阅文献、指导、审阅文章。