腦磁圖聯合彌散張量成像在常規磁共振成像陰性的額葉局灶性皮質發育不良術前評估中的應用價值

郭 韜，劉倩薇，陳 堯，杜亞麗

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·全科醫生技能發展·

腦磁圖聯合彌散張量成像在常規磁共振成像陰性的額葉局灶性皮質發育不良術前評估中的應用價值

郭 韜，劉倩薇，陳 堯，杜亞麗

目的 探討常規磁共振成像陰性的額葉局灶性皮質發育不良(FCD)的診斷和定位方法，為手術治療提供依據。方法 選擇2008年3月—2009年6月河北省人民醫院收治的常規磁共振成像表現陰性的額葉癲癇并經手術治療后病理診斷為FCD的患者28例,術前聯合應用腦磁圖(MEG)、彌散張量成像(DTI)檢查診斷、定位。結果 MEG顯示發作間期棘波分布于右側額葉13例，左側額葉10例，額頂葉3例，雙側額葉2例。棘波灶與中央前回運動區相隔15例，相鄰11例，部分相融2例。DTI檢查結果顯示，感興趣區(ROI)的表觀彌散系數值(ADC)較對側升高〔(1.55±0.14)mm2/s與(0.87±0.05)mm2/s,t=2.734，P<0.05〕，部分各向異性(FA)值較對側降低〔(0.21±0.03)與(0.30±0.10)，t=2.384，P<0.05〕。28例癲癇患者行手術治療，病理回報FCDⅠA型6例、ⅠB型9例、ⅠC型8例、ⅡA型5例。患者術后隨訪12～26個月，平均17.3個月，Engel′sⅠa級7例、Ⅰb級10例、Ⅱ 級8例、Ⅲ 級3例。結論 聯合應用MEG和DTI技術可以準確診斷、定位常規磁共振成像陰性的額葉FCD，為精確切除致癇灶、提高額葉癲癇控制率提供保障。

腦磁圖描記術；彌散張量成像；磁共振成像；皮質發育畸形；癲癇；診斷

郭韜，劉倩薇，陳堯，等.腦磁圖聯合彌散張量成像在常規磁共振成像陰性的額葉局灶性皮質發育不良術前評估中的應用價值[J].中國全科醫學，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.

局灶性皮質發育不良(focal cortical dysplasias，FCD)是額葉癲癇常見的病因，手術切除FCD治療額葉癲癇日益廣泛[1]。而部分額葉FCD因形態結構改變細微、常規影像學表現陰性，識別較困難。文獻顯示在病理確診的FCD患者中，不到50%的患者術前磁共振成像(MRI)檢查能夠確診[2]，這令手術治療難以施行，嚴重影響治療效果。因此FCD的診斷和定位對于手術治療額葉癲癇具有重要意義。本研究聯合應用腦磁圖(MEG)、彌散張量成像(DTI)診斷、定位常規MRI陰性的額葉FCD癲癇患者，取得滿意效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2008年3月—2009年6月河北省人民醫院收治的常規MRI陰性的額葉癲癇并經手術治療后病理診斷為FCD的患者28例為研究對象，其中男17例，女11例；年齡7～43歲，平均23.8歲；病史2～13年，平均5.7年；癲癇發作形式：全面性強直-陣攣性發作13例、復雜部分繼發全面性發作9例、復雜部分性發作4例、簡單部分性發作2例。

發作間期腦電圖多表現為局灶性棘、尖波，波幅偏低，波形不典型。發作期腦電圖顯示單棘波或多棘波節律持續或陣發性出現，可有單棘波、多棘波、小尖波等多種放電形式，擴布迅速。常規CT、MRI檢查無陽性表現。

1.2 MEG檢查 患者均應用芬蘭Neuromeg公司生產的Vectorview 306全頭型生物磁儀檢查，配合美國GE公司生產的1.5 T Signa Horizon成像系統。記錄前以兩外耳孔及鼻根為基準建立坐標系并建立頭顱數字模型，采樣頻率為678.17 Hz，高通濾波為1.0 Hz，帶寬 200 Hz。患者安靜狀態下，在磁屏蔽室內記錄腦自發電磁波120 min。常規檢查體感誘發磁場，氣夾刺激正中神經產生的皮質感覺區磁場來定位皮質中央后回感覺區從而確定中央溝位置，用運動誘發磁場定位中央前回皮質運動區。給予雙耳聽覺性純音刺激，確定聽覺中樞位置。磁信號采集完畢后行MRI掃描。使用單個等效偶極子模型和頭顱球體模型進行定位分析，推算空間位置坐標數據，用芬蘭Neuromeg公司設計的MEG-Segmentation軟件對MRI原始圖像進行三維重建，獲得三維立體腦圖像。用芬蘭Neuromeg公司設計的MEG-MRI Integration軟件將MEG所獲得的腦功能信息與MRI獲得的解剖結構圖像進行疊加，完成三維腦功能圖像。

1.3 DTI檢查 MRI采用GE 3.0 T MR掃描儀，使用彌散敏感單次激發回波平面成像序列進行軸位掃描，采用大腦前、后聯合(AC-PC)定位線，總計獲取40層圖像，覆蓋整個大腦半球和腦干，使用2個彌散權重，b值分別為0和1 500 s/mm2，在12個方向上分別施加彌散敏感梯度，信號3次平均采集時間4′56″。

將采集到的DTI原始數據經工作站提供的DTI分析軟件包進行分析。導入原始數據，采用高斯平滑消除采集數據噪聲，應用內插方法和平行處理進一步提高圖像分辨率。經工作站處理自動計算產生表觀彌散系數值(apparent diffusion coefficient,ADC)圖、部分各向異性(fractional anisotropy,FA)圖和彌散加權成像圖(diffusion weighted imaging,DWI)。各參數圖進行圖像配準，配合視頻腦電圖提示的放電灶區域結合DWI顯示的異常信號范圍確定為FCD病變，獲取感興趣區(region of interest，ROI)的ADC和FA值。ROI范圍為20～120個像素單位。選擇對側半球對稱部位為參考區，獲取相應的數據信息。

1.4 隨訪 術后癲癇控制評價按Engel′s分級：Ⅰa級:術后不服抗癲癇藥,無癲癇發作。Ⅰb級:術后服用適量抗癲癇藥，無癲癇發作。Ⅱ 級:術后癲癇發作減少90%以上。Ⅲ 級:術后癲癇發作減少90%以下。Ⅳ 級:術后癲癇發作頻率減少<50%或與術前相同，甚至加重。

2 結果

2.1 MEG檢查結果 MEG顯示發作間期棘波分布于右側額葉13例，左側額葉10例，額頂葉3例，雙側額葉2例。棘波灶與中央前回運動區相隔15例，相鄰11例，部分相融2例。

2.2 DTI檢查ROI與對側額葉對照區ADC和FA值比較 DTI檢查結果顯示，ROI的ADC值較對側升高，FA值較對側降低，差異有統計學意義(P<0.05，見表1)。

2.3 手術及病理 所有患者依據MEG、DTI確定的額葉FCD范圍行手術切除，術中輔助皮質腦電圖監測驗證。病理回報FCDⅠA型6例，ⅠB型9例，ⅠC型8例，ⅡA型5例。

2.4 隨訪情況 患者術后隨訪12～26個月，平均17.3個月。Engel′sⅠa級7例，Ⅰb級10例，Ⅱ 級8例，Ⅲ 級3例。

3 典型病例

患兒，男，9歲。主訴“發作性抽搐5年加重1年”于2009-04-17入院。發作形式為意識喪失，四肢過度運動，非對稱性強直陣攣，口中發聲，持續約2 min緩解。發作前無明顯先兆，近1年每日均有發作。發作間期長程視頻腦電圖(VEEG)提示Fp1、F7、F3、C3導聯可見大量中幅、非同步棘波，2.5～3.0 Hz棘慢波(見圖1)。發作期VEEG全導彌漫性電壓低減，大量肌電偽差，發作起始無側向性。磁源性影像顯示發作間期棘波分布于左側額頂葉，以左側額葉為著(見圖2)。雙側半球手區體感皮質誘發反應及位置正常，雙側聽覺誘發反應及位置正常(見圖3)。常規MRI檢查未見異常(見圖4)。結合MEG結果，行雙側額葉DTI掃描顯示：左側額葉白質纖維較對側少(見圖5)，左側額葉FA值為0.210，右側額葉對稱部位FA值為0.286；ADC(左)=1.52，ADC(右)=0.89。考慮左側額葉FCD可能性大。初步診斷：(1)癥狀性癲癇，(2)左側額葉FCD。根據MEG、DTI確定的FCD范圍手術切除左側額葉中下回部分皮質，病理回報：FCDⅠA(見圖6)。術后服用丙戊酸鈉0.5 g/次,2次/d。隨訪19個月，Engel′sⅠb級。

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對側087±005030±010t值27342384P值00150036

注：ROI=感興趣區，ADC=表觀彌散系數值，FA=部分各向異性

圖4 常規MRI檢查未見異常

Figure 4 There was no abnormal sign on conventional MRI images

圖5 左側額葉白質纖維較對側少

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

圖2 磁源性影像顯示發作間期棘波分布于左側額頂葉，以左側額葉為著

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

圖3 MEG雙側半球手區體感皮質誘發反應及位置正常，雙側聽覺誘發反應及位置正常

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

圖1 發作間期VEEG提示Fp1、F7、F3、C3導聯大量中幅、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

圖6 病理回報：FCDⅠA

4 討論

FCD是因胚胎發育早期神經元的增殖、移行、組織等過程中受到遺傳或環境因素影響而發生[3]，是藥物難治性癲癇最常見的病因之一。由于FCD具有內在癲癇源性及范圍的局限性，手術成為其最為有效的治療方法[4]。但部分FCD因形態結構改變細微，影像學表現陰性，識別困難。

額葉神經元的電生理特點，常使背景活動與影像學表現陰性的額葉FCD區域的陣發性、節律性電活動的區別不明顯，發作期腦電圖由于動作偽跡和肌電偽差較大，異常放電全腦擴散迅速，識別起源較為困難，致使腦電圖難以診斷影像學表現陰性的額葉FCD的確切部位。

EMG測量的磁場主要來自大腦皮質錐狀細胞樹突產生的突觸后電位。由于腦磁場信號強度明顯強于頭皮組織，且磁場為空間探測，不受頭皮電位變化干擾，與腦電圖監測相比EMG能做到高度準確的時間、空間分辨率[5]。由于FCD病灶本身即為致癇灶，即使常規MRI陰性額葉FCD，MEG也可將獲得的癲癇波與 MRI 所獲得的解剖結構資料疊加，形成磁源成像(MSI)，定位常規MRI陰性的額葉FCD所在皮質位置。通過MEG腦誘發磁場技術還可獲得腦功能區的準確定位，能顯示腦的重要功能區與FCD的關系，且為無創性。結合本組患者手術治療情況，由于額葉皮質存在多處功能區，手術切除常規MRI陰性的FCD時，MEG提供的FCD與功能區的位置和關系對選擇手術方案、手術入路及評價手術切除FCD的危險性具有重要作用。但由于MEG檢查時間較短，收集數據較少，多數時候僅能確認FCD的中心位置提供ROI，仍需DTI認定FCD走形、范圍。

MEG確定ROI從根本上消除了常規MRI陰性的額葉FCD無影像學定位提示，額葉形狀的差異及額葉結構、功能復雜、解剖范圍大等因素所致ROI包括的纖維束范圍受主觀因素影響易出現偏差，DTI結果誤差較大，甚至產生漏診，失去臨床指導意義[6]。本組資料證明MEG可以彌補此類缺陷，客觀、準確地提供ROI范圍，為DTI檢查的精確性提供保證。

DTI 是在分子水平上研究組織中水分子隨機運動的一種無創性的功能性MRI技術，DTI常用指標為ADC和FA值[7-8]。ADC反映水分子彌散能力的大小。FA值描述各向異性的程度，間接描述擴散屏障如細胞膜、軸索的改變，對于腦白質區的異常改變靈敏度高[9-10]。Rugg-Gunn等[11]對22例患有FCD的癲癇患者行DTI檢查，結果發現，FCD側的ADC較對側顯著升高，而FA值明顯低于對側。認為這主要是因為FCD區域神經元丟失、膠質增生，神經元密集度減低，樹突減少，使細胞外間隙擴大水分子隨機活動增加，令FCD區域ADC增高。此外，FCD區域常存在髓鞘缺失、軸索膜的通透性升高和軸索排列松散等情況，就使FCD區域FA的程度下降，出現FA值降低。本研究患者的ADC和FA值對比情況與上述文獻所述相同，證明應用ADC和FA值診斷FCD性質、范圍客觀、準確。

即使常規MRI陰性的額葉FCD，也可造成腦組織顯微結構變化。主要包括神經元萎縮、丟失、神經膠質增生等局灶性、永久性損傷，并由此造成白質纖維彎曲性、完整性以及連續性的明顯變化。利用DTI所得數據進行人腦白質纖維成像，可以直觀顯示神經纖維的分布、密度、走形、范圍等多種信息，不僅可以對FCD進行定位，而且能夠準確地描繪FCD的范圍[12]。本組常規MRI陰性的額葉癲癇患者的DTI顯示，FCD區域神經纖維束明顯稀疏、短小、局限，與病理改變相吻合。而正常腦組織神經纖維束明顯粗大、支配范圍廣泛、神經網絡聯系密切。

綜上所述，聯合應用MEG、DTI可以提高常規MRI陰性的FCD診斷、定位的準確性，為精確切除致癇灶、提高額葉癲癇控制率、解除患者病痛提供保障。由于本研究樣本較少，隨訪時間尚短，仍需擴大樣本、延長隨訪時間行進一步觀察研究。

[1]Yang GS,Song YM,Zhou XY, et al. Clinical features of seizure caused by malformations of cortical development[J].Journal of Hainan Medical University,2011，17(12)：1643-1645. (in Chinese) 楊國帥，宋延民，周小艷,等.腦皮質發育不良所致癲癇的臨床特點分析[J].海南醫學院學報，2011，17(12)：1643-1645.

[2]Chang L. Quality adjusted life years of patients with epilepsy[J]. Chinese General Practice, 2013,16(5):1506-1509. (in Chinese) 常亮.癲癇患者質量調整生命年的研究[J].中國全科醫學，2013，16(5)：1506-1509.

[3]Blumcke I,Thom M,Aronica E,et al.The clinicopathologic spectrum of focal cortical dysplasias:a consensus classification proposed by an ad hoc Task Force of the ILAE Diagnostic Methods Commission[J].Epilepsia,2011,52(1):158-174.

[4]Zhang Y, Guo CS, Li GY, et al.Value of video EEG combined with ECOG in diagnosis and treatment of intractable epilepsy[J].Chinese General Practice, 2012, 15(10)：3363. (in Chinese) 張穎，郭成生，李桂英，等.視頻腦電圖聯合皮層腦電圖對難治性癲癇的診治價值分析[J].中國全科醫學,2012，15(10)：3363.

[5]Wu T, Liu HY. Progress in research of magnetoencephalography in neurosurgery preoperative localization [J]. Journal of Modern Electrophysiology, 2011，18(2):102-105. (in Chinese) 吳婷，劉宏毅.腦磁圖在神經外科術前定位的研究進展[J].現代電生理學雜志,2011，18(2)：102-105.

[6]Zhang S, Qiang JW, Zhang KL. The primary establishment and implementation of diffusion tensor imaging for clinical routine applications[J]. Chinese Journal of Biomedical Engineering, 2007,26(5):796-800. (in Chinese) 張碩，強金偉，張康樂.彌散張量成像對常規性臨床應用的初步建立和實現[J].中國生物醫學工程學報,2007,26(5)：796-800.

[7]Zhuang BF, Wang HC,Duan ZX,et al. A quantitative study of diffuse axonal injury using diffusion tensor imaging[J]. Neural Injury and Functional Reconstruction, 2012,7 (2):124-128. (in Chinese) 莊步峰，王洪財，段志新，等.彌散張量成像對彌漫性軸索損傷的定量研究[J].神經損傷與功能重建,2012,7 (2):124-128.

[8]Wang JC, Zhao JN, Wang PC, et al. The value of magnetic resonance diffusion tensor imaging in assessment of the motor function of the patients with cerebral cortex motor area cancer after surgery[J].Chinese General Practice, 2013, 16(10):3637-3639. (in Chinese) 王加充，趙建農，王鵬程，等.磁共振彌散張量成像對腦皮質運動區腫瘤患者偏癱肢體術后運動功能的評估價值[J].中國全科醫學，2013，16(10)：3637-3639.

[9]Reich DS,Smith SA,Jones CK,et al.Quantitative characterization of the corticospinal tract at 3T[J].AJNR Am J Neuroradiol,2006,27(10):2168-2178.

[10]Chen L, Liu GL, Wang DW, et al. Clinical application of magnetic resonance diffusion tensor imaging in spinal cord injury diagnosis[J]. Journal of Hainan Medical University, 2009，15(11)：1427-1230. (in Chinese) 陳蕾，劉國利，王大維,等.磁共振彌散張量成像對脊髓損傷的臨床應用價值[J].海南醫學院學報，2009，15(11)：1427-1230.

[11]Rugg-Gunn FJ,Eriksson SH,Symms MR,et al.Diffusion tensor imaging in refractory epilepsy[J].Lancet,2002,359(9319):1748-1751.

[12]Bello L,Gambini A,Castellano A,et al.Motor and language DTI Fiber Tracking combined with intraoperative subcortical mapping for surgical removal of gliomas[J].Neuroimage,2008,39(1):369-382.

修回日期：2014-11-01)

(本文編輯：陳素芳)

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 河北省石家莊市，河北省人民醫院功能神經外科

杜亞麗，050051 河北省石家莊市，河北省人民醫院功能神經外科；E-mail：duyaliii@sina.com

R 742

B

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.06.030

2014-04-26；