Cortex ID分析法用于18F-FDG PET腦顯像術前定位局灶性腦皮質發育不良致癇灶的臨床價值分析

魏強，程潔，田叢娜，邊艷珠*，楊雙臣，楊鑫，宋國慶，周汝明，邱剛

外科手術切除致癇灶是治療或緩解致癇性局灶性腦皮質發育不良（FCD）所致癲癇最有效的治療方法［1-3］。術前精確定位致癇灶與選擇手術方案及預測術后療效密切相關［2］。臨床常用的術前無創定位致癇灶的方法有腦電圖（EEG）、磁共振成像（MRI）及18F-脫氧葡萄糖（FDG）正電子發射斷層掃描（PET）腦顯像等［4］。常規18F-FDG PET腦顯像診斷致癇灶多采用視覺分析法，其診斷主觀性強，準確性受醫生觀察結果影響［5］。Cortex ID分析法作為一種基于三維立體表面投影（3D-SSP）分析方法的PET腦代謝功能分析軟件，可用于18F-FDG PET腦顯像的圖像數據分析［6］。本研究以術后病理檢查結果為金標準，回顧性分析34例FCD所致癲癇患者術前18F-FDG PET腦顯像圖像，分別采用視覺分析法和Cortex ID分析法進行FCD致癇灶定位，并將定位結果與金標準證實的41處FCD致癇灶進行對照，探討Cortex ID分析法用于FCD致癇灶定位診斷的應用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 回顧性分析2013年2月—2017年6月就診于河北省人民醫院并最終經術后病理檢查證實為FCD所致癲癇患者34例。其中男21例、女13例；年齡6～40歲，平均年齡（23.0±7.9）歲；病程1～21年，平均病程（9.8±6.1）年。患者病史及檢測結果資料完整，檢查前結合既往史、臨床檢查和影像學診斷均已排除精神類疾病、腦血管疾病、癡呆及其他顱腦病變。

1.2 金標準 本研究以病理檢查結果為金標準。病理分型采用2011年國際抗癲癇聯合會確定的FCD分類標準［7］。將FCD分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3型，共Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲa、Ⅲb、Ⅲc、Ⅲd 9個亞型。

1.318F-FDG PET腦顯像檢查方法 患者術前均停服抗癲癇藥物48 h以上后于癲癇發作間期行18F-FDG PET腦顯像。18F-FDG由江蘇江原安迪科公司制備并提供，放化純度≥95%。患者均空腹6 h以上，靜脈注射18F-FDG 3.7 MBq/kg后靜臥休息，40 min后行顱腦PET掃描（GE Discorvery Elite PET/CT成像系統）。首先進行CT掃描進行衰減校正，球管電壓120 kV，球管電流9 mA。然后行三維腦PET采集，采用固定采集計數法行PET腦顯像，總采集2×108有效放射性計數。采用有序子集最大期望值法（OSEM）進行圖像重建，于AW 4.5處理工作站（GE公司）中顯示腦部橫斷面、冠狀面及矢狀面圖像，采用視覺分析法和CortexID分析法診斷致癇灶。

1.4 圖像分析

1.4.1 視覺分析法 采用雙盲法由2名核醫學主治醫師應用視覺分析法判讀患者18F-FDG PET腦顯像圖，以連續2個以上斷層圖像中觀察到局灶性腦皮質異常放射性稀疏診斷為陽性［5］，當2位醫師診斷意見不一致時需會診協商。當無法觀察到確定致癇灶或經會診協商仍無結果時定位結果診斷為致癇灶陰性。

1.4.2 Cortex ID分析法 AW 4.5處理工作站自帶Cortex ID腦代謝功能分析軟件使用華盛頓大學MINOSHIMA等［6］研發的3D-SSP方法對18F-FDG PET腦顯像圖進行分析。其內容涉及：使用矯正和轉換技術的組合自動匹配標準化大腦，將一系列預定義的表面像素提取到腦皮質各區的峰代謝活度，使用Z值法比較受檢者標準化的腦皮質峰代謝活度與軟件自帶正常組數據庫的健康對照組腦皮質峰代謝活度，以8個標準角度顯示低代謝Z值圖［8-10］（見圖1）。以上過程均由Cortex ID自動處理完成并進行顯示，以Z值圖所示局灶性代謝減低區經左右兩側腦皮質代謝對比診斷為致癇灶。如無顯著代謝減低區或代謝減低區范圍較分散則診斷為致癇灶陰性。

1.4.3 手術及病理檢查 患者術前均行神經心理評估、長程視頻腦電圖檢測、MRI及PET-CT檢查綜合評估，上述檢查方法中至少有2種及2種以上致癇灶診斷一致方可考慮手術治療。部分患者術中還需結合皮質腦電監測確定致癇灶范圍并予以切除。術后所有患者行視頻腦電圖檢測，異常波發放明顯減少或消失，術后隨訪6～18個月，均無再次癲癇發作或發作明顯減少方可依據術后病理檢查結果診斷為FCD致癇灶。

1.5 統計學方法 采用SPSS 20.0進行統計學分析。計量資料以（±s）表示；計數資料的比較采用χ2檢驗；比較兩種分析法診斷FCD致癇灶的一致性。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 金標準檢查結果 經金標準證實34例FCD所致癲癇患者共有41處致癇灶（其中5處致癇灶由18F-FDG PET腦顯像之外其他檢查方法檢出）。致癇灶位于額葉9處、頂葉2處、枕葉1處、顳葉26處，顳頂枕交界區3處。41處致癇灶部位及術后病理檢查結果見表1。

2.2 視覺分析法與Cortex ID分析法診斷結果 視覺分析法檢出29個FCD致癇灶，檢出率為70.7%；Cortex ID分析法檢出34個FCD致癇灶，檢出率為82.9%；兩種方法FCD致癇灶檢出率比較，差異無統計學意義（χ2=0.191，P=0.295）。兩種方法診斷FCD致癇灶具有一致性（Kappa=0.396，P=0.007，見表2）。

2.3 典型病例介紹 1例18歲男性癲癇患者，于出生后6 d開始無明顯誘因出現癲癇癥狀，間斷發作至今，藥物抗癲癇治療效果不明顯，腦MRI顯像陰性。對該患者行18F-FDG PET腦顯像并經Cortex ID分析法所得圖像見圖1～3。

表1 41個FCD致癇灶部位及病理類型（病灶數）Table 1 Locations and pathological types of 41 FCD-induced epileptic foci

表2 視覺分析法及Cortex ID分析法對41個FCD致癇灶的診斷結果對比（病灶數）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

圖1 1例FCD癲癇患者Cortex ID分析法顯像圖Figure 1 Cortex ID analysis of 18F-FDG PET brain images of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD

3 討論

FCD最早于1971年由TAYLOR等［11］描述并命名，FCD與癲癇的發病密切相關，FCD致癇灶在癲癇發作間期多表現為不同程度的異常低葡萄糖代謝，因此可通過腦18F-FDG PET/CT顯像來進行定位［12-13］。以往研究證實18F-FDG PET腦顯像作為一種無創性術前定位致癇灶方法，對于腦MRI檢查陰性癲癇患者價值更大［14-15］。WILLMANN等［16］進行的一項meta分析顯示，PET腦顯像致癇灶低代謝有86%的良好預后預測值，腦常規MRI檢查的預測值為80%，EEG的預測值為72%。采用視覺分析法進行PET腦顯像致癇灶定位具有主觀性的不足，對較小面積致癇灶或較低級別FCD致癇灶的檢出和定位診斷較為困難、可重復性差［12］。一些標準化的PET統計分析方法如采用統計參數圖評估PET腦顯像圖用以查找致癇灶已被應用于臨床，研究顯示其具有較高客觀性和可重復性［17-19］。本研究采用基于3D-SSP的Cortex ID分析方法對PET腦顯像圖進行自動化分析處理，其3D處理方式與單純Cortex ID分析方法相比較彌補了受檢者之間腦皮質厚度和腦回深度的個體差異性［20］，顯著增加了核醫學醫師對PET腦顯像圖的診斷準確性。LEHMAN等［21］報道3D-SSP可將低年資閱片者和專家閱片者對阿爾茨海默病的診斷特異度從26%、56%分別提高至63%、86%。Cortex ID軟件還內置了健康對照組的PET腦顯像圖數據用以統計分析，彌補了3D-SSP需自行建立對照組數據庫的不足，有利于在多中心研究中進行推廣使用。本研究中34例患者41處FCD致癇灶分別采用視覺分析法和Cortex ID分析法進行診斷，兩種方法陽性檢出率無統計學差異（P=0.295）。利用Kappa系數檢驗比較兩種分析方法診斷FCD致癇灶一致性（Kappa≥0.8表明兩者幾乎完全一致；0.8＞Kappa≥0.6兩者高度一致；0.6＞Kappa≥0.4兩者中度一致性；0.4＞Kappa≥0.2兩者一致性一般；Kappa＜0.2兩者一致性較差），發現兩者一致性一般（Kappa=0.396，P=0.007）。

圖2 FCD癲癇患者PET腦顯像圖、MRI顯像圖及Cortex ID分析法顯像圖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

圖3 FCD癲癇患者術后病理檢查結果Figure 3 Pathological results of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD

本研究還發現5個視覺分析法和Cortex ID分析法均未能檢出的FCD致癇灶術后病理檢查結果均為FCD I型病灶，其最終均通過視頻腦電或顱內電極植入的方法檢出，常規MRI亦不能對其進行術前診斷。表明對于I型FCD致癇灶現有影像學檢查手段仍存在局限性，這可能因為I型FCD病灶病理變化差異度較小，解剖及功能代謝顯像圖像差異均不顯著而不易檢出。對于此類致癇灶，有創的顱內電極植入仍是最有效的檢查方法。此外本研究中Cortex ID軟件自帶的健康對照組數據庫受試者年齡分布為42～89歲，與研究所納入的34例6～40歲受檢者年齡存在較大差異，而正常人群腦皮質代謝水平是隨著年齡增長逐漸下降的［22］，因此難以避免分析結果有所偏差，如果Cortex ID軟件能補充數據，建立與各階段年齡匹配的健康對照組的數據庫，或能進一步提高最終診斷結果的準確性。但值得注意的是FCD所致癲癇多于青少年或兒童人群發病，而建立兒童或青少年健康志愿者數據庫又是不符合醫學研究倫理的，本研究發現FCD致癇灶在18F-FDG PET腦顯像圖上表現為局灶性腦皮質代謝減低，因此使用年長者健康對照組數據庫進行致癇灶定位診斷仍能獲得較好診斷結果，并不會對整體診斷特異度和靈敏度造成較大影響，可以將Cortex ID分析法用于FCD致癇灶的術前定位應用。

總之，致癇性局灶性FCD患者18F-FDG PET腦顯像采用視覺分析法和Cortex ID分析法均具有較高診斷準確性，Cortex ID分析法重復性好，主觀影響因素少，能夠對診斷結果進行三維綜合顯示并在立體定位坐標系中對致癇灶進行精準定位。

作者貢獻：魏強撰寫論文；田叢娜、周汝明進行研究的設計、實施；楊雙臣、楊鑫、宋國慶進行數據收集；程潔、邱剛進行數據整理、統計學處理；邊艷珠對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。