癫痫外科手术评估的新技术

与 fMRI、PET 等 相 比 ，ESI 是 直 接 检 测 神 经 元 的 电 活 动， 它是通过头皮多通道脑电图的记录数据所获得的头皮 电势场图，其可通过逆向解析运算来获得，作为一种无创癫 痫 灶 定 位 手 段 ，得 到 越 来 越 多 的 认 可 和 广 泛 应 用［8］。 ESI 电 极数量取决于其所监测的空间范围。 目前认为电极的放置 距 离 最 好 是 1 cm，同 时 应 该 覆 盖 颞 下 部 和 枕 部 ，至 少 有 100 个 电 极 。 将 患 者 发 作 间 期 的 电 活 动 采 用 32 和 64 通 道 进 行 采 样 ， 并 与 128、256 通 道 的 ESI 进 行 对 比 ， 结 果 显 示 使 用 的 电 极 越 多 ，定 位 精 度 越 好 ［9］。 来 源 模 型 上 最 近 几 年 有 很 多 进 展 ， 头 部 模 型 的 运 用 与 个 体 三 维 头 颅 MRI 分 辨 的 共 注 册 可 最 终 将 EEG 转 化 为 与 其 他 检 查 一 样 的 一 个 功 能 影 像 检 测 ［10］，同 时 能 够 保 存 直 接 记 录 神 经 元 活 动 的 优 势 。 大 多 数 临 床 的 ESI 研 究 是 用 于 研 究 发 作 间 期 棘 样 活 动 ， 因 其 发作传播有限， 相较于发作活动可以提供更可靠的信息。 定位信息在棘样波的开始时期是有效的， 在高峰期是无效 的 ，因 高 峰 期 是 反 映 传 播 结 束 后 的 活 动 。 ［11］
模 拟 EEG 的 出 现 促 进 了 ESL （EEG source localization） 的 产 生 。 目 前 数 字 转 化 后 的 EEG 信 号 进 行 分 析 并 定 位 成 为 可 能 。 广 义 而 言 ，ESL 可 分 为 模 型 依 赖 和 非 模 型 依 赖 两 种 类 型 。 而 模 型 依 赖 的 ESL 又 包 含 地 形 图 、拉 普 拉 斯 算 符 、多 变 量 分 析 和 皮 层 投 射 等 方 法 。 在 进 行 ESL 分 析 的 时 候 ，电 极 的分布和数量，头颅模型的选择，参考标准和信噪比都是考 虑 的 因 素 。 采 用 密 集 的 电 极 分 布 （间 距 2 ～ 3 cm）能 减 少 表 面电压诱导的失真。 电极放置的位置也能够影响结果，对 脑 表 面 覆 盖 的 不 全 也 会 导 致 错 误 的 定 位 。 通 过 64 或 128 个 电极可以对全脑矩阵定位， 对于感兴趣区域可以通过增加 电极数目增加定位的准确性。 头颅电极准确放置可以借助 电极帽（电极网）的帮助。
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前 的 模 型 。 RNS 系 统 可 用 于 术 前 监 测 ，同 时 可 以 作 为 一 种 治疗方法，但其有感染及出血等风险，临床应用有限。 2 影像学新技术在癫痫手术中的进展
癫痫手术的关键是在尽可能切除致痫灶的同时保护正 常的脑组织， 尤其是在功能区。 因此术前的评估要准确地 定位癫痫灶及其周围的功能区。 有时由于无法完全切除癫 痫灶而导致患者术后复发， 这种术后癫痫发作不能完全缓 解的比例取决于多个因素， 多数研究认为颞叶外癫痫或 MRI 检 查 缺 乏 明 确 病 灶 的 患 者 预 后 较 差 ， 其 中 只 有 30％ ～ 40％的 患 者 在 术 后 能 获 得 完 全 缓 解 。 到 目 前 为 止 ，侵 袭 性 电 极监测仍是定位癫痫灶及功能区最可靠的方法， 除了能精 确 定 位 致 痫 灶 外 ， 还 可 以 通 过 皮 层 电 刺 激 （ES） 确 定 功 能 区 ，如 语 言 、运 动 区 等 ［7］，但 其 存 在 出 血 、 感 染 等 风 险 ， 该 方 法可部分被许多先进的影像学技术取代。 本文主要就高密 度 脑 电 图 绘 制 的 电 源 性 图 像 （ESI）、功 能 磁 共 振 （fMRI）以 及 EEG、ESI 和 fMRI 的 结 合 应 用 进 行 阐 述 。
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实 用 医 学 杂 志 2014 年 第 30 卷 第 21 期
·临 床 新 进 展·
癫痫外科手术评估的新技术
程立冬 舒凯 张华楸 李龄
随着癫痫外科治疗的广泛开展， 完善的术前评估仍 是保证其疗效的基础，传统的神经电生理监测如脑电图， 以 及 快 速 发 展 的 影 像 学 检 查 如 磁 共 振 、PET 、 脑 磁 图 等 为 癫痫的规范化外科治疗提供了有力支持， 以下简单介绍 一些临床中新近开展及研究的癫痫外科手术评估的新技 术。 1 新技术在电生理评估中的应用
觉 皮 层 的 HFOs 常 伴 随 着 感 觉 系 统 先 兆 症 状 的 出 现 而 产 生， 当其扩散到运动皮层时， 患者便会出现局部运动症 状 。 当 HFOs 出 现 在 癫 痫 发 作 早 期 说 明 其 在 致 痫 区 ， 切 除 该 区 域 能 有 效 阻 止 癫 痫 发 作 。 当 主 要 HFOs 区 域 超 过 了 切 除 的 边 界 或 切 除 区 域 外 仍 能 记 录 到 更 高 频 的 HFOs， 常 预 示 手 术 效 果 不 佳 。 将 HFOs 的 发 作 以 可 视 化 形 式 呈 现 在 脑 表面的图像， 有利于对其地形分布和解剖结构关系的理 解 。 Akiyama 等 ［4］发 明 了 一 种 地 图 影 像 技 术 来 明 确 新 皮 质 癫 痫 发 作 期 间 HFOs 的 能 量 改 变 ， 确 定 了 发 作 期 HFOs 频 率的范围并测定出其在发作频带范围内每个电极的平均 能 量 。 HFOs 能 量 地 形 图 的 意 义 在 于 能 将 其 叠 加 在 脑 表 面 图像之上，被整合在一个录像文件中用于动态显示发作期 HFOs 的 能 量 随 着 癫 痫 的 发 作 在 时 间 和 空 间 层 次 上 的 改 变。
脑电图监测作为癫痫病灶定位的基础， 已经广泛应用 于难治性癫痫的手术评估。 本文将对全波段脑电图 （包括 高频振荡波、低频脑电）、脑电源定位等新技术在分析复杂 癫痫网络机制中的作用进行初步介绍。
传 统 分 析 脑 电 图 包 括 5 个 波 段 （0．5 ～ 80 Hz）：δ ＜ 4 Hz，θ ＜ 8 Hz，α ＜ 13 Hz，β ＜ 30 ～ 40 Hz，γ ＜ 80 Hz， 随 着 监 测 和 记 录 水 平 的 提 高 ，对 过 去 所 忽 视 的 高 频 振 荡 （＞ 80 Hz， HFOs） 和 低 频 EEG （ ＜ 0．5 Hz）， 研 究 发 现 它 们 具 有 一 定 的 研究价值。 目前先进的数字化脑电图设备能对头皮到颅内 记 录 的 所 有 脑 电 活 动 展 开 分 析 ， 可 以 记 录 到 1 ～ 10 kHz 的 高 频 震 荡 波 。 根 据 频 率 的 范 围 通 常 将 80 ～ 250 Hz 称 为 “ripples”；将 250 Hz 以 上 频 率 波 称 为 “fast ripples”。 生 理 和 癫 痫 状 态 下 HFOs 均 可 被 记 录 ， 例 如 γ 波 和 ripple 能 在 正 常 和 癫 痫 患 者 的 颅 内 电 极 记 录 ， 但 fast ripples 则 多 见 于 癫 痫 患 者 。 生 理 情 况 下 的 HFOs 包 括 40 ～ 200 Hz 的 视 觉 皮 层 活 动 波 ，500 ～ 600 Hz 的 体 感 诱 发 电 位 波 等 。 在 癫 痫 局 部 发 作 的 时 候 可 以 通 过 颅 内 电 极 监 测 到 ［1］。 通 过 功 率 谱 分 析 发 现 在 癫 痫 发 作 期 HFOs 正 是 来 源 于 发 作 区 ， 同 时 在 发 作 间 期 也 能 检 测 到 HFOs，其 可 能 是 致 痫 灶 的 重 要 标 志 ［2］。 研 究 表明反映脑电活动变化的信号在发作期和发作间期的特征 并 不 一 致 。 发 作 间 期 的 HFOs 在 癫 痫 始 发 区 域 从 内 至 外 ， ripples 的 发 生 频 率 越 来 越 高 于 fast ripples。 在 颞 叶 癫 痫 中 fast ripple 比 ripple 更 局 限 于 癫 痫 灶 ， 而 且 越 靠 近 致 痫 灶 的 核 心 区 ， 记 录 到 fast ripples 的 频 率 越 高 ， 特 别 是 在 海 马 部 位 ［3］。 在 颞 叶 内 侧 癫 痫 患 者 中 ，Bragin 用 微 电 极 记 录 到 海 马 和 嗅 皮 层 的 100 ～ 200 Hz 的 ripple 和 200 ～ 500 Hz 的 fast ripple。 Staba 等 也 报 道 通 过 深 部 电 极 对 颞 叶 内 侧 癫 痫 患 者 检 测 到 发 作 间 期 的 80 ～ 500 Hz 的 HFOs。 癫 痫 发 作 同 侧 的 海 马 和 嗅 皮 层 相 对 于 对 侧 表 现 出 更 高 频 率 的 HFOs。 该 发 现有利于进一步研究癫痫的发生机制。 在发作期起源于感
近年来随着磁共振技术的不断进步， 不但可以从形态 结构上发现病变，分子、代谢水平的应用也已广泛开展，尤 其是高场强及一些特殊序列扫描在癫痫术前评估中的定 位 、定 性 有 极 大 帮 助 ，fMRI 作 为 一 种 无 创 功 能 定 位 方 法 ，具 有 很 大 的 临 床 优 势 ［12］。 通 过 匹 配 系 统 将 EEG 和 fMRI 结 合 已 经 成 为 可 能 ，EEG-fMRI 的 结 合 对 于 定 位 致 痫 灶 有 一 定 价 值。 相关研究已经证实了电信号的改变与血流动力学改变 的 同 源 性 ，即 BOLD 的 反 应 和 同 步 EEG 记 录 的 癫 痫 发 作 一 致 性 。 ［13］ EEG 和 fMRI 结 合 在 临 床 上 的 应 用 有 限 ，一 是 由 于 发作间期的癫痫放电不能被扫描检测， 特别是小波幅的放 电 ，对 于 不 能 配 合 者 行 fMRI 检 查 困 ห้องสมุดไป่ตู้ ；另 一 不 足 是 癫 痫 放 电 定 位 在 fMRI 中 对 时 间 的 解 析 度 差 ， 但 fMRI 在 空 间 上 的 高 解 析 度 ，而 ESI 在 时 间 方 面 的 高 分 辨 率 使 得 fMRI 和 ESI 结 合 具 有 显 著 意 义 ［14］。
doi：10．3969 ／ j．issn．1006-5725.2014.21．011 基 金 项 目 ：2011 年 卫 生 部 国 家 临 床 重 点 专 科 资 助 项 目 ； 武 汉 市 科 技 局 基 金 资 助 项 目 （编 号 ：2013060501010154）；武 汉 市 卫 生 局 科 研 资 助 项 目 （编 号 ：wx13a14） 作 者 单 位 ：430030 武 汉 市 ， 华 中 科 技 大 学 同 济 医 学 院 附 属 同济医院神经外科 通 信 作 者 ：李 龄 E-mail：naowai＠tjh．tjmu．edu．cn
Infraslow 脑 电 图 也 被 称 为 直 流 电 位 改 变 （DC-EEG），原 指 的 是 一 类 频 率 为 0 Hz 的 电 活 动 ， 但 实 际 上 是 一 类 频 率 ＜ 0．5 Hz 的 极 慢 脑 波 ，直 到 1963 年 人 们 才 开 始 认 识 到 它 可 能 和 癫 痫 活 动 有 关 。 Infraslow 脑 电 图 的 变 化 复 杂 ，因 其 常 被 高频率的兴奋电活动掩盖， 很难区分是由癫痫灶或是其他 原 因 引 起 ，如 人 为 因 素 、血 脑 屏 障 损 伤 等 。 Infraslow EEG 的 研究领域包括新生儿、睡眠、认知、癫痫等。 早期通过侵袭 性 电 极 监 测 动 物 和 人 研 究 证 实 了 Infraslow EEG 在 3 Hz 尖 棘波电流中的存在， 通过非侵袭性监测其有一定临床参考 价 值 ［5］。
Christianne 等 ［6］研 究 反 应 性 的 局 灶 皮 层 刺 激 系 统 （RNS 系 统 ），该 方 法 通 过 颅 内 植 入 监 测 及 刺 激 系 统 ，除 了 能 够 监 测定位异常放电区域外， 当探测到癫痫活动波时还能给予 刺 激 ，在 癫 痫 发 作 前 将 异 常 放 电 阻 断 ， 美 国 FDA 已 批 准 该 方法临床使用，安全有效。
术前评估中极低频脑电图和高频脑电图对外科手术的 指导价值目前仍有不确定性，可作为临床研究，但并不能作 为 癫 痫 灶 定 位 的 主 要 依 据 。 ESL 对 局 灶 性 癫 痫 有 显 著 意 义 ， 它和更为广泛的颅内数据结合将更为有效， 并需要改进目
实 用 医 学 杂 志 2014 年 第 30 卷 第 21 期