癲癇的影像學(xué)研究進(jìn)展詳解

癲癇的影像學(xué)研究進(jìn)展詳解演示文稿第一頁(yè)，共三十頁(yè)。優(yōu)選癲癇的影像學(xué)研究進(jìn)展第二頁(yè)，共三十頁(yè)。磁共振波譜

(magneticresonancespectroscopy，MRS)

是一種利用核磁共振現(xiàn)象和化學(xué)位移作用進(jìn)行一系列特定原子核及其化合物分析的方法，能檢測(cè)活體組織器官能量代謝、生化改變的一種無(wú)創(chuàng)性技術(shù)。隨著高場(chǎng)強(qiáng)、高性能設(shè)備的問(wèn)世，其靈敏度不斷提高，近10余年來(lái)已逐漸地應(yīng)用于包括癲癇在內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用中。第三頁(yè)，共三十頁(yè)。1HMRS病理生理學(xué)基礎(chǔ)

癲癇的組織病理學(xué)改變?yōu)樯窠?jīng)元損傷和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生，因而用1HMRS對(duì)NAA、Cho、Cr峰值及NAA/Cr、NAA/(Cho+Cr)比值的分析來(lái)診斷癲癇，通過(guò)測(cè)定Glu、Gln、GABA等三種氨基酸神經(jīng)遞質(zhì)來(lái)判斷癲癇活動(dòng)。第四頁(yè)，共三十頁(yè)。NAA（N－乙酰天門冬氨酸）

主要存在于神經(jīng)元內(nèi),是神經(jīng)元功能的標(biāo)志物,其含量下降常提示神經(jīng)元功能受損或喪失。Cho（膽堿）和Cr（肌酸）

在神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)內(nèi)均被發(fā)現(xiàn),但細(xì)胞研究證明,異形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)Cho和Cr含量明顯高于神經(jīng)元,所以Cho和Cr增加提示有神經(jīng)膠質(zhì)增生。GABA（γ-氨基丁酸）

是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的一種主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有抗傷害作用。Glu（谷氨酸）和Gln（谷氨酰胺）

是興奮毒性作用的神經(jīng)遞質(zhì)。GABA減少或Glu和Gln增加都提示局部興奮性增高而異常放電。第五頁(yè)，共三十頁(yè)。1HMRS對(duì)NAA、Cr、Cho的測(cè)定顳葉癲癇的研究1.病理改變敏感指標(biāo)：Duncan等對(duì)25例TLE患者和與其年齡相匹配的正常人進(jìn)行了對(duì)照研究，也發(fā)現(xiàn)25例患者M(jìn)RS全有異常，與正常對(duì)照比較，NAA信號(hào)減少22％。Cr和Cho信號(hào)分別增加l5％和25％，且NAA／(Cho+Cr)比值明顯降低。2.致病灶的準(zhǔn)確定位：3.病灶對(duì)側(cè)異常：對(duì)TLE的進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，不僅癲癇病灶側(cè)有異常改變，病灶對(duì)側(cè)也可出現(xiàn)異常。第六頁(yè)，共三十頁(yè)。非顳葉癲癇的研究

1HMRS可敏感地反映出非顳葉區(qū)的神經(jīng)元缺失，為非顳葉癲癇提供有價(jià)值的術(shù)前定位信息。Garcia等對(duì)額葉癲癇患者的研究表明致癇灶側(cè)的額葉NAA較對(duì)側(cè)下降，NAA／(Cho+Cr)也平均較對(duì)側(cè)下降了30％。Savic等對(duì)特發(fā)性全面性癲癇(idiopathicgeneralizedepilepsy，IGE)患者研究也得出相似的結(jié)果，并發(fā)現(xiàn)強(qiáng)直一陣攣發(fā)作患者會(huì)出現(xiàn)丘腦NAA含量降低，而所有患者都存在丘腦Cho、Ino含量改變。Simister等近來(lái)對(duì)枕葉癲癇患者研究也發(fā)現(xiàn)類似的改變。第七頁(yè)，共三十頁(yè)。1HMRS對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)的測(cè)定Glu，Gln：Petrdt等用1HMRS測(cè)得TLE病人活體和手術(shù)標(biāo)本的Gln峰值升高，且大腦皮質(zhì)高于白質(zhì)，而Glu峰值變化不大GABA:

對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大腦皮層和癲癇患者腦脊液的測(cè)定，均顯示有GABA的降低。Rothman等觀察到患者服用氨己烯酸(vigabatrin，VGB)的量與大腦皮層GABA的增加基本平行。所以，應(yīng)用1HMRS測(cè)定人活體GABA，可動(dòng)態(tài)和定量評(píng)價(jià)癲癇發(fā)作不同時(shí)期腦中GABA濃度和抗癲癇藥物治療后GABA的含量，同時(shí)也可避免腦脊液測(cè)定的有創(chuàng)性和標(biāo)本處理帶來(lái)的不準(zhǔn)確性。第八頁(yè)，共三十頁(yè)。MRSshowssyndromedifferentiatedmetabolitechangesinhuman-generalizedepilepsiesSavic,a,Y.Osterman,candG.HelmsNeuroImage21(2004)163–172第九頁(yè)，共三十頁(yè)。31P病理生理學(xué)基礎(chǔ)

31PMRS用于癲癇活體研究早于1HMRS,生物體內(nèi)許多生物分子都含有31P,磷代謝物包括三磷腺苷(adenosinetriphosphate，ATP)、磷酸肌酸(phosphatecreatine，Pcr)、磷酸單酯(phosphatemonoester，PME)、無(wú)機(jī)磷酸鹽(phosphaticion，Pi)等，它們的能量代謝反應(yīng)式為PCr+ADP→ATP+Cr；ATP→ADP+Pi+能量。31PMRS判斷致癇灶主要依據(jù)PME、Pi和PCr的峰值變化。有研究認(rèn)為PME減少反映了神經(jīng)元缺失和膠質(zhì)增生有關(guān)的磷脂代謝改變。PH值升高反映出腦組織的過(guò)度興奮和有異常發(fā)作。因此31PMRS被廣泛應(yīng)用在研究組織能量代謝和生化改變等方面.第十頁(yè)，共三十頁(yè)。31PMRS在癲癇中的應(yīng)用

31PMRS對(duì)癲癇病灶的測(cè)定結(jié)果常表現(xiàn)為pH值升高、PME減少及Pcr／Pi比值降低?！锒ㄎ辉\斷：31PMRS對(duì)額葉的研究中也發(fā)現(xiàn)了患側(cè)pH值升高和PME降低現(xiàn)象,證明了31PMRS對(duì)顳葉外癲癇的定位價(jià)值.★評(píng)價(jià)治療：在8O年代，Young等應(yīng)用31PMRS對(duì)癲癇患者進(jìn)行研究時(shí)就發(fā)現(xiàn)致病區(qū)Pcr／Pi比值在癲癇發(fā)作時(shí)降低50％，癇性發(fā)作停止后，比值恢復(fù)正常。Kuzniecky等對(duì)部分性癲癇患者的的研究也得到類似的結(jié)果，有效治療后，各指標(biāo)漸正常。近來(lái)Obata等發(fā)現(xiàn)，Pi濃度升高與NAA/(Cho+Cr)比值降低都是反映神經(jīng)元改變的理想指標(biāo)。有人認(rèn)為PME減少反映了神經(jīng)元缺失和膠質(zhì)增生有關(guān)的磷脂代謝改變，而致病灶pH值的增高可能是大腦對(duì)癲癇反復(fù)發(fā)作的一種保護(hù)性機(jī)制。第十一頁(yè)，共三十頁(yè)。其它原子核MRS在癲癇中的應(yīng)用

除1P、31P外,13C和23NaMRS也用來(lái)研究癲癇,目前主要處于實(shí)驗(yàn)階段。13C:檢測(cè)的敏感性只有1H的116%,且檢測(cè)信號(hào)較弱,MRS顯示結(jié)果不佳,限制了在生物體內(nèi)的應(yīng)用。Kwan等將其與信號(hào)較強(qiáng)的1H結(jié)合成1H/13C,以此更好的顯示腦組織內(nèi)乳酸代謝情況,實(shí)驗(yàn)性癲癇發(fā)現(xiàn)腦組織內(nèi)13C明顯增加,反映了腦內(nèi)糖酵解的增加。23Na:人體內(nèi)含量高,感應(yīng)性較13C高,但是鈉離子受周圍化學(xué)環(huán)境的影響小,化學(xué)位移相差很小,故而應(yīng)用受到一定限制。23NaMRS檢測(cè)結(jié)果顯示鈉的跨膜運(yùn)動(dòng)與抽搐的強(qiáng)度有一定相關(guān)性,癲癇發(fā)作時(shí),抽搐強(qiáng)度增加,進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的鈉量也增加。第十二頁(yè)，共三十頁(yè)。MRS存在問(wèn)題及前景展望：

MRS作為一種新的無(wú)創(chuàng)性活體檢測(cè)手段,因其獨(dú)特的優(yōu)越性和敏感性，在癲癇的研究中備受青睞，取得了一定的研究成果。但目前的研究還存在一些問(wèn)題：1測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，通常為30min左右。研制出新的快速M(fèi)RSI數(shù)據(jù)采集脈沖序列是最迫切的要求。2測(cè)定的精確度，區(qū)域定位選擇方法不確定。3數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜。4波譜變化解釋不明確5目前的MR裝置，至少有+／一0．05pH單位的誤差，關(guān)于31PMRS在癲癇研究結(jié)果不一致的原因不清楚。6還不能有效地區(qū)別出代謝產(chǎn)物與神經(jīng)遞質(zhì)混和物中的各種組分。相信未來(lái)軟件、硬件的進(jìn)步，以上的問(wèn)題將一一解決，MRS的優(yōu)越性將淋漓盡致地得以發(fā)揮。第十三頁(yè)，共三十頁(yè)。功能性磁共振(fMRI)

fMRI作為90年代發(fā)展起來(lái)的腦功能成像技術(shù),腦激活時(shí),靜脈血氧濃度升高,脫氧血紅蛋白相對(duì)減少,導(dǎo)致局部磁場(chǎng)的變化,引起MR的信號(hào)改變。它以較高的時(shí)間、空間分辨力,和在功能圖上清晰可見的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)人腦功能定位，為研究人腦活動(dòng)提供了一種新的技術(shù)。腦細(xì)胞發(fā)作性過(guò)度放電是癲癇發(fā)病的基礎(chǔ)。這種異常放電與正常腦功能活動(dòng)時(shí)局部代謝及血流動(dòng)力學(xué)變化在某種程度上有類似之處。第十四頁(yè)，共三十頁(yè)。fMRI在癲癇中的應(yīng)用★準(zhǔn)確定位癲癇灶：

術(shù)前EEG及皮層電極探測(cè)的病灶范圍往往過(guò)大,難以為手術(shù)及定向治療提供確切的病變部位。特別是對(duì)存在于重要功能區(qū)內(nèi)的癲癇病灶,定位的準(zhǔn)確與否將直接關(guān)系到術(shù)后功能狀態(tài)。以枕部癲癇為例,由于頻繁癲癇性放電及向顳、額部的迅速傳播,EEG常表現(xiàn)顳或額部為著的異?；顒?dòng),甚至用皮層電極也常出現(xiàn)錯(cuò)誤定位。Lorianne等對(duì)此類癲癇進(jìn)行fMRI病灶定位研究,他們?cè)诮o予全視野刺激的同時(shí)采集到枕葉異常信號(hào)的位置,使術(shù)中皮層電極的探測(cè)更具目的性。第十五頁(yè)，共三十頁(yè)?！锉Ｗo(hù)病灶附近的功能結(jié)構(gòu)：對(duì)某些手術(shù)患者,術(shù)前Wada試驗(yàn)是判斷語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)區(qū)必不可少的檢查項(xiàng)目,而且在實(shí)施病灶切除前往往以皮層刺激活法確定功能區(qū)的范圍。這些檢查均具有一定的創(chuàng)傷性和危險(xiǎn)性。與之相比,fMRI不但安全、無(wú)創(chuàng),而且可提供語(yǔ)言和其他功能區(qū)確切的分布圖像。Desmond等和Binder等分別報(bào)道了fMRI與Wada測(cè)試對(duì)比性研究,他們對(duì)29例成年癲癇患者進(jìn)行了術(shù)前Wada測(cè)試和fMRI語(yǔ)言功能檢查,結(jié)果顯示兩種方法的語(yǔ)言定側(cè)效果完全一致。第十六頁(yè)，共三十頁(yè)。語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)半球及語(yǔ)言相關(guān)皮層區(qū)的功能性磁共振定位劉剛等實(shí)用放射學(xué)雜志2004年3月第20卷第3期上：正常被試腦區(qū)激活圖下：癲癇病人的腦區(qū)激活圖第十七頁(yè)，共三十頁(yè)。fMRI優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)階段,雖然fMRI在癲癇的臨床研究尚處于初始階段,但已經(jīng)顯示出其他功能影像無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),集中體現(xiàn)于以下幾方面：1fMRI是完全無(wú)創(chuàng)性的功能檢查方法。EPI（平面回波成像）圖像采集速度快,可在50～100ms時(shí)間內(nèi)迅速采集到局部腦興奮時(shí)瞬時(shí)信號(hào)信息,具有很好的時(shí)間分辨效果。fMRI圖像的空間分辨率極佳,可提供癲癇灶更為精確的三維空間位置,是其他功能成像技術(shù)無(wú)法比擬的。fMRI技術(shù)可對(duì)同一個(gè)體的某個(gè)腦功能活動(dòng)或SED（亞臨床癲癇性放電,subclinicalepileptogemidischarge)事件進(jìn)行重復(fù)研究,提供更可靠的功能圖像信息。對(duì)常規(guī)影像學(xué)無(wú)結(jié)構(gòu)性變化的難治性癲癇病灶進(jìn)行精確的功能定位。第十八頁(yè)，共三十頁(yè)。fMRI缺點(diǎn)1fMRI對(duì)癲癇灶定位的臨床意義旨在為外科及定向治療提供更精確的病變部位。如果間歇期很少出現(xiàn)SED事件,就不可能捕獲到病灶的信號(hào),此時(shí)EEG結(jié)合其他功能成像技術(shù)可能有助于病灶定位;2即使在間歇期出現(xiàn)頻繁的SED事件,亦并非均能獲得可重復(fù)的興奮灶圖像,間歇期癲癇性波形及放電形式與病灶圖像獲得率間的關(guān)系尚待進(jìn)一步研究;3在發(fā)作期,因伴有明顯的運(yùn)動(dòng)癥狀將導(dǎo)致大量偽影,不適于此項(xiàng)檢查;4對(duì)有多個(gè)刺激病灶的癲癇患者,需根據(jù)EEG事件多次采集EPI圖像,并結(jié)合VEEG及臨床資料進(jìn)行綜合分析,以判斷真正的致癲癇灶。相信隨著臨床研究的不斷擴(kuò)展和MRI硬件及軟件分析技術(shù)的改進(jìn),這些問(wèn)題將有望得到解決。在腦功能研究方面,尤其是對(duì)高級(jí)智能活動(dòng)的深入研究,將進(jìn)一步揭示不同腦區(qū)更精細(xì)的分工及與高級(jí)整合之間的相互關(guān)系,這對(duì)推動(dòng)臨床癲癇病學(xué)的發(fā)展必將產(chǎn)生更為深遠(yuǎn)的影響。第十九頁(yè)，共三十頁(yè)。彌散成像（DWI）在生物組織中，水彌散是同周圍組織的微環(huán)境密切相關(guān)的，組織微環(huán)境的改變會(huì)影響水分子的移動(dòng)。DWI技術(shù)就是通過(guò)記錄組織的水彌散來(lái)反應(yīng)組織的病理生理變化。在癲癇發(fā)作時(shí)，腦內(nèi)神經(jīng)元的異常放電會(huì)導(dǎo)致局部腦組織的代謝和生化發(fā)生變化，這種微環(huán)境的改變引起水分子的彌散變化，從而導(dǎo)致DWI信號(hào)的異常。同時(shí)這種檢查是完全無(wú)創(chuàng)傷的，因此為癲癇的研究提供了一種安全而有效的全新研究方法。第二十頁(yè)，共三十頁(yè)。DWI在癲癇中的應(yīng)用在癲癇致癇灶定位中的作用

Kim等對(duì)5例癲癇患者的研究中發(fā)現(xiàn)，圍發(fā)作期的DWI信號(hào)改變區(qū)同EEG和發(fā)作期SPECT掃描所記錄的癇性發(fā)作灶位于同一腦葉。Heiniger等對(duì)8例難治性癲癇患者的研究也表明SPECT所記錄的疑為致病灶的低灌注區(qū)在DWI圖像上顯示ADC值較對(duì)側(cè)明顯下降。第二十一頁(yè)，共三十頁(yè)。反映癲癇發(fā)作過(guò)程中的病理生理變化過(guò)程：

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中持續(xù)性癲癇發(fā)作后在DWI上可見到癇性發(fā)作區(qū)急性的ADC值下降，而后在發(fā)作間期正?；?，最后緩慢上升。對(duì)人類研究也發(fā)現(xiàn)同動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相似的結(jié)果，患者在全面性強(qiáng)直痙攣發(fā)作或癲癇持續(xù)狀態(tài)后的三天內(nèi)，在腦灰質(zhì)、灰質(zhì)下白質(zhì)以及海馬區(qū)可看到局灶性DWI信號(hào)增強(qiáng)及ADC值的下降，同時(shí)伴有相應(yīng)區(qū)域的T2信號(hào)增強(qiáng)，受累皮質(zhì)的腫脹，皮質(zhì)腦回的體積增大，隨后的MRI復(fù)查可看到大部分的信號(hào)異常完全消失，腫脹消退，只在小部分患者中留有異常信號(hào)的改變。這種信號(hào)改變的典型部位和隨后的可恢復(fù)性有助于同致病性結(jié)構(gòu)病變的鑒別。第二十二頁(yè)，共三十頁(yè)。反映海馬硬化的病理改變并對(duì)其進(jìn)行定位：

在顳葉癲癇的病人中，具有海馬硬化側(cè)的ADC值較無(wú)海馬硬化的海馬ADC值明顯上升。組織學(xué)上海馬硬化表現(xiàn)為神經(jīng)元的脫失和膠質(zhì)細(xì)胞的增生，特別是CAl、CA3和CA4的錐體神經(jīng)元的脫失，導(dǎo)致細(xì)胞外間隙的擴(kuò)大，水彌散的增加，從而表現(xiàn)為ADC值的上升，這種ADC值上升有助于海馬硬化患者致病灶的定位。海馬硬化的這種DWI信號(hào)改變同動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的慢性期變化相一致，說(shuō)明海馬硬化是癲癇反復(fù)發(fā)作的長(zhǎng)期損傷結(jié)果。第二十三頁(yè)，共三十頁(yè)。發(fā)展前景優(yōu)點(diǎn)：①DWI為一種完全無(wú)創(chuàng)的檢查方法，不需要放射性顯影劑或?qū)Ρ葎?，非常方便臨床的應(yīng)用，可以在不同的時(shí)間內(nèi)對(duì)病人進(jìn)行重復(fù)檢查。②有著很高的空問(wèn)分辨率和時(shí)間分辨率，不僅可以非常直觀地對(duì)病灶進(jìn)行定位，而且通過(guò)快速成像的EPI技術(shù)，大大減少運(yùn)動(dòng)偽影并獲得很高的時(shí)間分辨率。缺點(diǎn)：DWI亦有著自身的局限性，對(duì)有著明顯軀體運(yùn)動(dòng)的癲癇發(fā)作不能進(jìn)行檢查，比較局限于發(fā)作間期的研究，同時(shí)不是所有類型的癲癇發(fā)作都可以記錄到DWI的信號(hào)改變。第二十四頁(yè)，共三十頁(yè)。單光子發(fā)射斷層掃描

(singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT)

將能發(fā)射γ射線的放射性核素標(biāo)記化合物注入體內(nèi),體內(nèi)發(fā)射出的γ射線為SPECT探頭收集,經(jīng)電子計(jì)算機(jī)處理成三維圖像。由于腦實(shí)質(zhì)對(duì)放射性核素的高攝取,故可發(fā)現(xiàn)高血流灌注而引起放射性核素的濃集,因此影像常具有較高的特異性。第二十五頁(yè)，共三十頁(yè)。SPECT在癲癇中的應(yīng)用在癲癇發(fā)作間期,病灶呈低血流區(qū),而在發(fā)作期,則致癲癇灶局部腦血流高于正常腦組織。SPECT在癲癇發(fā)作期定位率可高達(dá)97%,在顳葉癲癇發(fā)作間期癲癇病灶檢出率在11%～80%之間,平均50%,發(fā)作后期為71%。

優(yōu)點(diǎn)：SPECT對(duì)癲癇的定位優(yōu)于CT,MRI,EEG,故有人提倡在發(fā)作期行SPECT檢查,以提高癲癇的診斷及病灶定位陽(yáng)性率,定位準(zhǔn)率與ECoG(earcochleagram)檢查相一致,有文獻(xiàn)表明SPECT、rCBF顯像與ECoG手術(shù)病理結(jié)果的吻合率,多在90%以上。

缺點(diǎn)：SPECT在顳葉癲癇病灶側(cè)定位方面與MRI比較可信度較低。SPECT所顯示的腦血流改變范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)癲癇源區(qū)的范圍。解決辦法：利用解剖成像方式MRI為其提供與之匹配的解剖信息,有效地彌補(bǔ)了SPECT空間分辨率低的缺點(diǎn),得到癲癇病灶的準(zhǔn)確位置。如果兩者檢出的病變部位與范圍相一致,其手術(shù)效果也較好。第二十六頁(yè)，共三十頁(yè)。

正電子發(fā)射斷層掃描（PET）

腦的能量代謝與腦的各種功能活動(dòng)有著密切的關(guān)系,正子發(fā)射斷層掃描(PET)是將發(fā)射正電子的放射性核素標(biāo)記物等作示蹤劑,根據(jù)腦組織對(duì)放射性核素的攝取量不同來(lái)測(cè)定其代謝率。PET在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用,分為腦血流顯像、腦代謝顯像和腦受體顯像。與傳統(tǒng)CT、MRI相比,PET更重要的是功能圖像,它反映的是臟器及細(xì)胞的生理和生化改變。用于癲癇臨床檢查的示蹤劑主要有18F、11C、13N、15O等正電子核素標(biāo)記的化合物,其中最常用的是18F-