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高频脑磁图技术在难治性颞叶癫痫手术治疗中的应用

 

发布时间: 2018年03月30日   出处:微侵袭神经外科    编辑:lsw    点击次数:4593

吴杰    冯毅刚    刘朋飞    谭家亮    闫学强    朱丹    向敬

作者单位:510510  广州,广东三九脑科医院神经外科(吴杰、冯毅刚、刘朋飞、谭家亮、闫学强、朱丹);45229-3026  辛辛那提,美国辛辛那提儿童医疗中心(向敬)

通信作者:冯毅刚,Email:yigang_f@sina.com

【摘要】 

目的  探讨应用高频脑磁图定位颞叶癫痫灶对癫痫外科手术的指导价值。    

方法  广东三九脑科医院神经外六科自2015年1月至2015年12月采用手术治疗的难治性颞叶癫痫患者10例,术前均根据MRI、长程视频脑电图(VEEG)、常规及高频脑磁图(MEG)技术定位癫痫灶、确定手术方式,术后对患者的MEG数据进行高频MEG定位分析,术后12个月随访患者确定手术疗效。    

结果  10例患者手术均有效,其中Engel分级I级5例,II级2例,III级3例。高频MEG分析定位结果中有8例定位结果与手术部位一致,且手术有效,2例患者定位误差较大。

结论  高频脑磁图信号分析具有定位癫痫灶的作用,为癫痫灶的切除或毁损提供依据。 

【关键词】    高频信号;    脑磁图;    癫痫外科;    颞叶癫痫

【中图分类号】    R742.1

Usefulness of High Frequency Magnetoencephalographic Signals in Localization of Refractory Temporal Lobe Epilepsy Wu jie,Feng Yigang,Liu Pengfei,Tan Jialiang,Yan Xueqiang,Zhu Dan,Xiang Jing

Department of Neurosurgery,GuangDong 999 Brain Hospital,Guangzhou 510510,China(Wu J,Feng YG,Liu PF,Tan JL,Yan XQ,Zhu D);Division of Neurology, Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, Cincinnati 45220, United States(Xiang J)

Corresponding author:Feng Yigang,Email:yigang_f@sina.com

【Abstact】 Objective To investigate the value of high frequency magnetoencephalography signals in the localization of refractory temporal lobe epilepsy.  Methods Retrospective analysis was performed on 10 patients with refractory temporal lobe epilepsy in our hospital from January 2015 to December 2015, who was treated by surgery.The surgery All patients were determined according to the results of long-term video EEG monitoring (VEEG), MRI, magnetoencephalography (MEG) and other evaluation results. The patients were followed up and evaluation by high frequency MEG analysis. Results At a follow-up time of 12 mouths,in 10 patients, the operation was effective, 5 patients achieved Engel class I, 2 patients achieved Engel class II, 3 patients achieved Engel class III. There were 8 cases in the results of high frequency MEG analysis, and the results were consistent with the surgical site, and the operation was effective, and the positioning error of the 2 patients was larger. Conclusion The localization analysis of high-frequency neuromagnetic signals has the potential to determine epileptogenic zones preoperatively for epilepsy surgery.High-frequency oscillations is a newbiomarker for the dignose of epilepsy.

【Keywords】 High frequency signal; magnetoencephalography; epilepsy surgery; temporal lobe epilepsy

颞叶癫痫是最常见的药物难治性癫痫类型,其手术效果较好[1]。为保证手术效果,手术前需进行严格评估,方法分非侵袭性与侵袭性2种,目的是评价患者是否具有手术适应症以及为术者选择合适的治疗方案,以期准确地切除致痫灶并保护重要功能区[2]。

脑磁图(magnetoencephalography,MEG)是近20年来逐渐应用于临床的一种新的非侵袭性致痫灶定位诊断技术[3-4],因其具有高时空分辨率并可对棘波精确定位,MEG常被用于癫痫灶的定位[5]。常规的MEG电流偶极子定位法主要通过在带通3~70 Hz频段的脑磁自发活动记录中寻找棘波并定位其发生区域。关于颅内电极脑电技术的研究已经表明高频振荡(high frequency oscillations,HFOs)(80~500 Hz)与癫痫发作的起源相关[6-7],由于其对癫痫灶定位比棘波更为敏感和特殊,目前已被作为一种新的癫痫手术标记物。MEG能无创性地探测并定位颅内高频脑磁信号源[8],更好地明确致痫灶的位置,但目前关于其在癫痫外科手术中的应用价值的报道较少。广东三九脑科医院神经外六科自2015年1月至2015年12月采用手术治疗的难治性颞叶癫痫患者10例,术前应用MRI、长程视频脑电图(VEEG)、常规及高频MEG等技术定位癫痫灶,经过1年的随访和术后效果分级研究显示疗效较好,现总结分析高频MEG在难治性颞叶癫痫的诊断和治疗中的应用价值并报道如下。

资料与方法

一、临床资料

本组难治性颞叶癫痫患者10例,其中男6例,女4例,年龄10~34岁,平均19岁。病程2~26年,临床表现:头偏向左侧或右侧患者5例,双眼凝视患者5例,散在出现四肢抽搐或强直、牙关紧咬、过度运动、口角右偏等症状。所有患者均为颞叶癫痫,伴或不伴海马硬化,药物治疗效果欠佳(表1)。

二、术前评估及手术治疗

1.术前评估:所有患者均行VEEG、MRI、MEG等检查,具体方法:(1)VEEG:按国际标准10~20系统安放电极,检查程序包括过度换气、闪光刺激、睁闭眼、睡眠诱发。记录期间多数监测到临床发作。综合发作间期及发作期的脑电改变,按照标准作出诊断。(2)MRI:所有患者均应用3.0T MRI检查,扫描序列包括T1、T2、FLAIR、DWI等。(3)MEG:所有患者在屏蔽室内进行自发脑磁信号记录(美国4D公司产2500WH148通道系统MEG仪),每例患者记录共30~40 min,分3~4组记录,采样率1000 Hz。患者头部固定于头盔内,探测器均匀分布于头盔,于鼻根、两耳前用头定位线圈定位,记录后行MR扫描。记录数据(带通3~70 Hz)由MEG医师目测分析,对发现的棘波运用偶极子源定位算法进行传统MEG分析定位癫痫灶。

2.手术治疗:结合患者的临床症状、发作期及发作间期VEEG特点、MRI及传统MEG定位结果进行癫痫灶定位分析,制定手术方案,行手术切除癫痫灶。对于经过上述评估,定位仍不十分确切的患者,行立体脑电图(SEEG)检查,进一步定位后,行手术治疗。所有行癫痫灶切除术患者术后均送检病理,行癫痫灶毁损术的患者术后未送检病理。

三、MEG高频信号分析

采用MEG Processor软件(辛辛那提儿童医疗中心,美国)回顾性分析已行手术治疗的难治性颞叶癫痫患者的术前MEG数据。滤波范围80-250 Hz,所有数据以1~2 min为一片段自动进行波束形成(空间滤波)定位算法,根据频谱分析排除伪差干扰并定位癫痫灶。高频MEG定位分析医师与手术方案为双盲,排除手术患者所行手术方案及随访结果对高频MEG分析定位操作医师的干扰,保证MEG高频分析定位的客观性。

四、手术效果评价

术后12个月,通过门诊或电话随访患者,并根据Engel疗效评估标准进行分级:无失能性发作为I级,失能性发作很少或几乎消失为Ⅱ级,术后获得有价值的改善(发作频率减少90%)为Ⅲ级,发作情况无明显改善为Ⅳ级。将Engel分级I级、Ⅱ级、Ⅲ级定义为手术有效,Ⅳ级定义为无效。

结果

一、临床症状改善情况

10例患者手术均有效,其中Engel分级I级5例,II级2例,III级3例。

二、MEG定位结果分析

7例行传统MEG定位患者定位结果与MRI、VEEG定位结果一致,根据定位结果行癫痫灶切除术,手术均有效。高频MEG分析定位结果中有8例定位结果与手术部位一致,手术均有效,2例患者应用高频MEG定位显示癫痫灶位置误差较大。

在10例患者中,由于有3例患者(患者1、9、10)术前应用MRI、VEEG、传统MEG定位结合患者临床症状仍不能确定癫痫灶的位置,于是结合应用SEEG进行定位,并根据定位结果行手术治疗。结果显示高频MEG分析定位结果与SEEG一致,且手术有效,具体内容见表1。

三、典型病例

病例1,女,21岁,发作性四肢抽搐伴意识不清20余年。患者于7月龄起病,表现为先兆(害怕)、面色发红、嘴唇紫绀,左上肢过度运动,双眼左视,咂嘴,四处走动,持续约1~2 min,发作后言语不清。病初2~3 d发作1次,术前发作5~6次/月。服用药物治疗效果欠佳。术前MRI检查显示双侧海马硬化。VEEG显示发作间期:双侧颞区棘-慢波,发作期:双侧颞区慢活动。传统MEG(5~80 Hz)定位显示致痫灶位于双颞,高频MEG(80~250 Hz)分析示致痫灶位于右颞(图1)。结合定位结果,对患者行双侧额颞深部电极置入术,术后经长程脑电监测,明确异常放电区域位于右侧海马、杏仁核。遂行右侧海马、杏仁核电极毁损术。术后12个月随访,患者临床症状明显缓解,发作1次,Engel分级I级。

讨论

高频脑信号是指各种频率超过70 Hz的神经信号,根据其频率分布范围,高频振荡又可以分为涟波(80~250 Hz)、快速涟波(FRs,250~500 Hz)和极高频振荡(1000 Hz以上为)[9]。事实上,高频信号已经开始作为致痫灶的一种生物标志,用以定位致痫灶,切除产生高频信号的组织,能够提高癫痫外科的手术效果[10]。近年来,已有较多颅内电极高频脑电的研究证明了高频信号对致痫灶定位的作用[11],然而,应用MEG高频信号定位致痫灶的研究仍然较少。

MEG目前主要用于致痫灶的定位诊断,具有极高的时空分辨率,可精确定位大脑痫性放电的源及传导途径,临床上越来越关注它对致痫灶定位的准确程度[12]。虽然MEG和脑电图的优缺点仍有争论,但有研究发现MEG比脑电图敏感性高[13],并且能毫无阻碍地探测并定位脑内高频脑磁信号源,因此,探索MEG准确定位的新方法,进一步研究MEG能否取代有创性的颅内电极定位技术,十分有必要。最新研究表明,高频神经磁信号能够被MEG记录,并应用波束形成(空间滤波)定位算法,通过频谱分析定位癫痫灶的位置[14-15]。本研究中应用MEG进行高频信号分析,结果表明,80%的患者能够应用高频MEG分析定位癫痫灶。

关于高频MEG分析定位的准确性方面,目前仍处于研究阶段,多数学者认为在现有条件下,仍难以通过非侵袭性的方法准确定位致痫灶。立体脑电图(SEEG)仍是很多癫痫外科手术前评估必要步骤,并被被认为是术前探索癫痫灶的金标准。高频的MEG分析可以为神经组织的脑信号提供空间、体积和频率方面的描述,并介于较为宽泛的频率范围内,这使得高频MEG对癫痫灶的定位较先前的MEG频谱分析更为精确[9,14]。Xiang等[15]的一项关于30例患者的研究表明,应用高频MEG对大脑痫性放电的源进行定位与颅内电极记录的定位一致性达到82%。Rampp等[16]的研究也明确表明MEG可用于检测高频振荡信号,对于大多数患者,最小模源分析表明MEG探测高频振荡可以精确的标记致痫灶。Guggisberg等[17]研究发现对于手术预后较好的患者,85%的高频振荡定位与手术部位一致,而棘波定位仅有69%与手术部位一致。本研究中,除了2例患者应用高频MEG分析定位偏差较大以外,其余8例定位结果与手术部位及术前定位一致,并且包含了术前行SEEG定位的3例患者,超过了应用传统MEG定位法的结果(7例)。同时,在高频MEG分析定位与手术部位一致的8例患者中,手术均有效,表明高频MEG分析定位可以作为术前定位致痫灶的评估方法。

目前对于高频振荡的研究多数集中于脑电方面,应用MEG高频分析定位的效果尚无统一的结论。有学者提出,开发高性能的用于高频振荡分析软件,十分有助于高频振荡在临床中的广泛应用[18]。本研究应用MEG Processor软件分析MEG数据,是一种较为新型的高频振荡分析软件。滤波范围80~250 Hz,所有数据以1~2 min为一片段自动进行波束形成(空间滤波)定位算法,根据频谱分析排除伪差干扰并显示信号功率谱谱最高频率,依据该高频信号定位癫痫灶。

至关重要的是大约10%的癫痫患者从未显示癫痫棘波样放电。高频振荡是癫痫的新生物标志物,它可以是用于诊断这些患者的生物标志物,高频振荡可能有助于确定癫痫患者的癫痫发作类型和癫痫综合征,从而选择抗癫痫药物并预测预后。高频振荡的发现有助于癫痫的多轴诊断,无论是癫痫症是局灶性还是一般性,特发性或症状性,或特定癫痫综合征的一部分。

综上所述,高频MEG分析定位致痫灶是一种非侵入性的定位方法,并具有安全、经济的特点,为致痫灶的非侵入性定位提供了新的思路。然而,本组研究病例较少,今后仍需大量的临床病例研究,特别是验证高频MEG分析定位与SEEG的一致性、高频MEG分析定位所存在的不足及改进方法等方面的研究。相信随着经验的积累,高频MEG分析定位将成为癫痫外科术前定位的常规方法。


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 1A:5~250 Hz滤波范围脑磁图信号(红色双线范围内为棘波放电,蓝色箭头所示为高频信号);

 

1B:频谱分析显示红色箭头处信号功率谱最高(频率约为173 Hz); 

1C:高频信号(173 Hz)脑磁图定位:右侧颞叶内侧

图1  应用高频信号脑磁图定位致痫灶(患者1)

Fig1  Localization of epileptogenic zones by high frequency signals

magnetoencephalography 



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