Cortex ID分析法用于18F-FDG PET腦顯像術(shù)前定位局灶性腦皮質(zhì)發(fā)育不良致癇灶的臨床價(jià)值分析

魏強(qiáng)，程潔，田叢娜，邊艷珠*，楊雙臣，楊鑫，宋國(guó)慶，周汝明，邱剛

外科手術(shù)切除致癇灶是治療或緩解致癇性局灶性腦皮質(zhì)發(fā)育不良（FCD）所致癲癇最有效的治療方法［1-3］。術(shù)前精確定位致癇灶與選擇手術(shù)方案及預(yù)測(cè)術(shù)后療效密切相關(guān)［2］。臨床常用的術(shù)前無(wú)創(chuàng)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(fā)射斷層掃描（PET）腦顯像等［4］。常規(guī)18F-FDG PET腦顯像診斷致癇灶多采用視覺(jué)分析法，其診斷主觀性強(qiáng)，準(zhǔn)確性受醫(yī)生觀察結(jié)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(shù)據(jù)分析［6］。本研究以術(shù)后病理檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，回顧性分析34例FCD所致癲癇患者術(shù)前18F-FDG PET腦顯像圖像，分別采用視覺(jué)分析法和Cortex ID分析法進(jìn)行FCD致癇灶定位，并將定位結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)證實(shí)的41處FCD致癇灶進(jìn)行對(duì)照，探討Cortex ID分析法用于FCD致癇灶定位診斷的應(yīng)用價(jià)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(yī)院并最終經(jīng)術(shù)后病理檢查證實(shí)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?；颊卟∈芳皺z測(cè)結(jié)果資料完整，檢查前結(jié)合既往史、臨床檢查和影像學(xué)診斷均已排除精神類(lèi)疾病、腦血管疾病、癡呆及其他顱腦病變。

1.2 金標(biāo)準(zhǔn) 本研究以病理檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)。病理分型采用2011年國(guó)際抗癲癇聯(lián)合會(huì)確定的FCD分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)［7］。將FCD分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3型，共Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲa、Ⅲb、Ⅲc、Ⅲd 9個(gè)亞型。

1.318F-FDG PET腦顯像檢查方法 患者術(shù)前均停服抗癲癇藥物48 h以上后于癲癇發(fā)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(tǒng)）。首先進(jìn)行CT掃描進(jìn)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(jì)數(shù)法行PET腦顯像，總采集2×108有效放射性計(jì)數(shù)。采用有序子集最大期望值法（OSEM）進(jìn)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(jué)分析法和CortexID分析法診斷致癇灶。

1.4 圖像分析

1.4.1 視覺(jué)分析法 采用雙盲法由2名核醫(yī)學(xué)主治醫(yī)師應(yīng)用視覺(jué)分析法判讀患者18F-FDG PET腦顯像圖，以連續(xù)2個(gè)以上斷層圖像中觀察到局灶性腦皮質(zhì)異常放射性稀疏診斷為陽(yáng)性［5］，當(dāng)2位醫(yī)師診斷意見(jiàn)不一致時(shí)需會(huì)診協(xié)商。當(dāng)無(wú)法觀察到確定致癇灶或經(jīng)會(huì)診協(xié)商仍無(wú)結(jié)果時(shí)定位結(jié)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(xué)MINOSHIMA等［6］研發(fā)的3D-SSP方法對(duì)18F-FDG PET腦顯像圖進(jìn)行分析。其內(nèi)容涉及：使用矯正和轉(zhuǎn)換技術(shù)的組合自動(dòng)匹配標(biāo)準(zhǔn)化大腦，將一系列預(yù)定義的表面像素提取到腦皮質(zhì)各區(qū)的峰代謝活度，使用Z值法比較受檢者標(biāo)準(zhǔn)化的腦皮質(zhì)峰代謝活度與軟件自帶正常組數(shù)據(jù)庫(kù)的健康對(duì)照組腦皮質(zhì)峰代謝活度，以8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)角度顯示低代謝Z值圖［8-10］（見(jiàn)圖1）。以上過(guò)程均由Cortex ID自動(dòng)處理完成并進(jìn)行顯示，以Z值圖所示局灶性代謝減低區(qū)經(jīng)左右兩側(cè)腦皮質(zhì)代謝對(duì)比診斷為致癇灶。如無(wú)顯著代謝減低區(qū)或代謝減低區(qū)范圍較分散則診斷為致癇灶陰性。

1.4.3 手術(shù)及病理檢查 患者術(shù)前均行神經(jīng)心理評(píng)估、長(zhǎng)程視頻腦電圖檢測(cè)、MRI及PET-CT檢查綜合評(píng)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(shù)治療。部分患者術(shù)中還需結(jié)合皮質(zhì)腦電監(jiān)測(cè)確定致癇灶范圍并予以切除。術(shù)后所有患者行視頻腦電圖檢測(cè)，異常波發(fā)放明顯減少或消失，術(shù)后隨訪6～18個(gè)月，均無(wú)再次癲癇發(fā)作或發(fā)作明顯減少方可依據(jù)術(shù)后病理檢查結(jié)果診斷為FCD致癇灶。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料以（±s）表示；計(jì)數(shù)資料的比較采用χ2檢驗(yàn)；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(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 金標(biāo)準(zhǔn)檢查結(jié)果 經(jīng)金標(biāo)準(zhǔn)證實(shí)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(qū)3處。41處致癇灶部位及術(shù)后病理檢查結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2 視覺(jué)分析法與Cortex ID分析法診斷結(jié)果 視覺(jué)分析法檢出29個(gè)FCD致癇灶，檢出率為70.7%；Cortex ID分析法檢出34個(gè)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jiàn)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(kāi)始無(wú)明顯誘因出現(xiàn)癲癇癥狀，間斷發(fā)作至今，藥物抗癲癇治療效果不明顯，腦MRI顯像陰性。對(duì)該患者行18F-FDG PET腦顯像并經(jīng)Cortex ID分析法所得圖像見(jiàn)圖1～3。

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

表2 視覺(jué)分析法及Cortex ID分析法對(duì)41個(gè)FCD致癇灶的診斷結(jié)果對(duì)比（病灶數(shù)）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，F(xiàn)CD與癲癇的發(fā)病密切相關(guān)，F(xiàn)CD致癇灶在癲癇發(fā)作間期多表現(xiàn)為不同程度的異常低葡萄糖代謝，因此可通過(guò)腦18F-FDG PET/CT顯像來(lái)進(jìn)行定位［12-13］。以往研究證實(shí)18F-FDG PET腦顯像作為一種無(wú)創(chuàng)性術(shù)前定位致癇灶方法，對(duì)于腦MRI檢查陰性癲癇患者價(jià)值更大［14-15］。WILLMANN等［16］進(jìn)行的一項(xiàng)meta分析顯示，PET腦顯像致癇灶低代謝有86%的良好預(yù)后預(yù)測(cè)值，腦常規(guī)MRI檢查的預(yù)測(cè)值為80%，EEG的預(yù)測(cè)值為72%。采用視覺(jué)分析法進(jìn)行PET腦顯像致癇灶定位具有主觀性的不足，對(duì)較小面積致癇灶或較低級(jí)別FCD致癇灶的檢出和定位診斷較為困難、可重復(fù)性差［12］。一些標(biāo)準(zhǔn)化的PET統(tǒng)計(jì)分析方法如采用統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖評(píng)估PET腦顯像圖用以查找致癇灶已被應(yīng)用于臨床，研究顯示其具有較高客觀性和可重復(fù)性［17-19］。本研究采用基于3D-SSP的Cortex ID分析方法對(duì)PET腦顯像圖進(jìn)行自動(dòng)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(bǔ)了受檢者之間腦皮質(zhì)厚度和腦回深度的個(gè)體差異性［20］，顯著增加了核醫(yī)學(xué)醫(yī)師對(duì)PET腦顯像圖的診斷準(zhǔn)確性。LEHMAN等［21］報(bào)道3D-SSP可將低年資閱片者和專(zhuān)家閱片者對(duì)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(nèi)置了健康對(duì)照組的PET腦顯像圖數(shù)據(jù)用以統(tǒng)計(jì)分析，彌補(bǔ)了3D-SSP需自行建立對(duì)照組數(shù)據(jù)庫(kù)的不足，有利于在多中心研究中進(jìn)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(jué)分析法和Cortex ID分析法進(jìn)行診斷，兩種方法陽(yáng)性檢出率無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.295）。利用Kappa系數(shù)檢驗(yàn)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(fā)現(xiàn)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(shù)后病理檢查結(jié)果Figure 3 Pathological results of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD

本研究還發(fā)現(xiàn)5個(gè)視覺(jué)分析法和Cortex ID分析法均未能檢出的FCD致癇灶術(shù)后病理檢查結(jié)果均為FCD I型病灶，其最終均通過(guò)視頻腦電或顱內(nèi)電極植入的方法檢出，常規(guī)MRI亦不能對(duì)其進(jìn)行術(shù)前診斷。表明對(duì)于I型FCD致癇灶現(xiàn)有影像學(xué)檢查手段仍存在局限性，這可能因?yàn)镮型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(duì)于此類(lèi)致癇灶，有創(chuàng)的顱內(nèi)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(duì)照組數(shù)據(jù)庫(kù)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(zhì)代謝水平是隨著年齡增長(zhǎng)逐漸下降的［22］，因此難以避免分析結(jié)果有所偏差，如果Cortex ID軟件能補(bǔ)充數(shù)據(jù)，建立與各階段年齡匹配的健康對(duì)照組的數(shù)據(jù)庫(kù)，或能進(jìn)一步提高最終診斷結(jié)果的準(zhǔn)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(fā)病，而建立兒童或青少年健康志愿者數(shù)據(jù)庫(kù)又是不符合醫(yī)學(xué)研究倫理的，本研究發(fā)現(xiàn)FCD致癇灶在18F-FDG PET腦顯像圖上表現(xiàn)為局灶性腦皮質(zhì)代謝減低，因此使用年長(zhǎng)者健康對(duì)照組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行致癇灶定位診斷仍能獲得較好診斷結(jié)果，并不會(huì)對(duì)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(shù)前定位應(yīng)用。

總之，致癇性局灶性FCD患者18F-FDG PET腦顯像采用視覺(jué)分析法和Cortex ID分析法均具有較高診斷準(zhǔn)確性，Cortex ID分析法重復(fù)性好，主觀影響因素少，能夠?qū)υ\斷結(jié)果進(jìn)行三維綜合顯示并在立體定位坐標(biāo)系中對(duì)致癇灶進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

作者貢獻(xiàn)：魏強(qiáng)撰寫(xiě)論文；田叢娜、周汝明進(jìn)行研究的設(shè)計(jì)、實(shí)施；楊雙臣、楊鑫、宋國(guó)慶進(jìn)行數(shù)據(jù)收集；程潔、邱剛進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理；邊艷珠對(duì)文章整體負(fù)責(zé)，監(jiān)督管理。

本文無(wú)利益沖突。