多模態(tài)MRI技術(shù)在顳葉癲癇致癇灶定側(cè)定位診斷中的應(yīng)用

許尚文

聯(lián)勤保障部隊(duì)第900醫(yī)院 放射診斷科，福建 福州 350025

引言

癲癇是神經(jīng)系統(tǒng)疾病中常見(jiàn)的高發(fā)病率疾病，全球有超過(guò)5000萬(wàn)人口患有癲癇，其中我國(guó)癲癇患者約占五分之一，且每年以60萬(wàn)左右的新發(fā)病人持續(xù)遞增[1]。癲癇患者多需終生服藥，反復(fù)發(fā)作會(huì)給患者及其家人帶來(lái)極大的痛苦，并嚴(yán)重影響生活質(zhì)量[2‐4]。顳葉癲癇（Temporal Lobe Epilepsy，TLE）是最常見(jiàn)的難治性癲癇，其主要的治療方法就是通過(guò)外科手術(shù)，切除致癇灶，從而達(dá)到控制癥狀的目的，而致癇灶的精確定位是TLE手術(shù)治療的關(guān)鍵，也是臨床醫(yī)學(xué)的一大難題[5‐7]。隨著磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技術(shù)的不斷發(fā)展，以及對(duì)其研究的不斷深入，癲癇領(lǐng)域的神經(jīng)影像學(xué)研究進(jìn)展很快，越來(lái)越多的MRI技術(shù)被用于TLE致癇灶的定側(cè)定位中，致癇灶評(píng)估的可靠性不斷提高，為術(shù)前提供了較為可靠的影像學(xué)依據(jù)與參考[8‐11]。

1 TLE伴海馬硬化患者M(jìn)R影像改變的病理組織學(xué)基礎(chǔ)

海馬硬化是TLE的主要原因[12]，伴海馬硬化的TLE多屬于難治性癲癇，此類(lèi)患者可以通過(guò)癲癇外科手術(shù)控制頻繁的發(fā)作而取得良好的效果[13]。大部分難治性海馬硬化型TLE患者的最主要的病理基礎(chǔ)以海馬為主的內(nèi)側(cè)顳葉腦區(qū)結(jié)構(gòu)硬化，主要表現(xiàn)為特異性神經(jīng)元的缺失及膠質(zhì)細(xì)胞的增生。這些病理改變可能與孕婦圍產(chǎn)期綜合征、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染等導(dǎo)致缺血缺氧性損害有關(guān)，從而刺激海馬后使得特異性神經(jīng)元減少，膠質(zhì)細(xì)胞增生，導(dǎo)致海馬硬化[14‐15]，使得海馬形態(tài)體積發(fā)生變化，海馬結(jié)構(gòu)萎縮，變得致密，進(jìn)而在影像學(xué)表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)形態(tài)及信號(hào)的變化。

2 MRI技術(shù)在TLE致癇灶定側(cè)定位中的應(yīng)用

2.1 MR結(jié)構(gòu)成像技術(shù)在TLE致癇灶定側(cè)定位中的應(yīng)用

2.1.1 常規(guī)T2WI

常規(guī)T2WI序列是目前在TLE致癇灶定側(cè)定位中應(yīng)用最為普遍的序列，該序列圖像信噪比高，掃描時(shí)間短，其對(duì)顳葉的評(píng)估包括海馬大小、形態(tài)和信號(hào)強(qiáng)度、顳葉發(fā)育異常、腫瘤、感染或外傷后改變等。T2WI能夠較好地顯示TLE的致癇灶，尤其在海馬硬化引起的癲癇中能較好地顯示海馬硬化。在T2WI上，患側(cè)的海馬體積減小，信號(hào)增高，患側(cè)側(cè)腦室顳角擴(kuò)大[16]。有研究認(rèn)為輕度海馬硬化雖然有神經(jīng)元的缺失和膠質(zhì)增生，但T2WI無(wú)法發(fā)現(xiàn)海馬形態(tài)與信號(hào)的異常，只有當(dāng)海馬神經(jīng)元缺失超過(guò)二分之一時(shí)，常規(guī)MRI才能顯示并觀察到其異常[17]。因此，對(duì)于輕度海馬硬化，T2WI有一定的局限性，導(dǎo)致其對(duì)癲癇早期診斷敏感性較低，此時(shí)就需要與其他檢查技術(shù)相結(jié)合。

2.1.2 液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列

液體衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列（Fluid Attenuated Inversion Recovery，F(xiàn)LAIR）序列是在常規(guī)T2WI基礎(chǔ)上衍生出來(lái)的序列，除了發(fā)現(xiàn)病灶的優(yōu)點(diǎn)外，該序列還具有T2WI信噪比高，圖像質(zhì)量好的特點(diǎn)。由于該序列將高信號(hào)的腦脊液和脂肪所抑制，這樣背景得到了抑制，而其他腦組織仍為T(mén)2WI的特點(diǎn)，從而使得圖像對(duì)比度進(jìn)一步提高，更加有利于病灶的顯示。有研究顯示，使用FLAIR序列對(duì)TLE致癇灶進(jìn)行定側(cè)，其準(zhǔn)確度可達(dá)85%以上，具有較好的診斷效能，可以滿(mǎn)足基本的臨床需要[9,18]。但是該序列的局限性在于對(duì)MR陰性TLE患者的致癇灶無(wú)法顯示[19]，此類(lèi)癲癇具有TLE的臨床癥狀表現(xiàn)，但在常規(guī)顱腦FLAIR序列檢查后，經(jīng)視覺(jué)分析無(wú)法發(fā)現(xiàn)明顯致癇灶[20]。綜合來(lái)講，F(xiàn)LAIR序列可作為T(mén)LE患者的致癇灶定側(cè)定位的常規(guī)掃描序列，可對(duì)大部分TLE患者的致癇灶進(jìn)行準(zhǔn)確的定側(cè)定位，但是如果遇到MR陰性TLE，就需要結(jié)合其他技術(shù)進(jìn)行綜合診斷。

2.1.3 高分辨T2WI

海馬硬化是內(nèi)側(cè)型TLE的主要致病原因，MRI顯示海馬體積萎縮和/或T2WI高信號(hào)是海馬硬化的主要征象，但有研究者認(rèn)為海馬內(nèi)部結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)性改變有可能是海馬硬化的第三種征象[21]，只是普通分辨率的MRI T2WI及FLAIR序列無(wú)法清晰的顯示海馬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而高分辨率T2WI則能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。高分辨率MRI通過(guò)對(duì)掃描參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置與優(yōu)化，可以清晰地顯示海馬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而大大提高對(duì)海馬硬化診斷的靈敏度與準(zhǔn)確度，而且對(duì)于常規(guī)T2WI及FLAIR無(wú)法發(fā)現(xiàn)海馬硬化征象的TLE患者也能夠清晰顯示海馬結(jié)構(gòu)異常，對(duì)患者術(shù)前定側(cè)定位具有重要的價(jià)值[22]。采用高分辨T2WI對(duì)海馬進(jìn)行斜冠狀位掃描后，還可以采用海馬內(nèi)部結(jié)構(gòu)評(píng)分系統(tǒng)，對(duì)海馬內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而可以進(jìn)行致癇灶的定側(cè)定位[23‐24]。因此，該序列對(duì)常規(guī)MRI T2WI及FLAIR序列是個(gè)有利的補(bǔ)充，但該序列的缺陷在于掃描時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)于一些患者可能無(wú)法耐受。

2.1.4 T1‐3D基于體素的形態(tài)測(cè)量學(xué)方法

T1‐3D 基 于 體 素 的 形 態(tài) 測(cè) 量 學(xué)（Voxel‐Based Morphometry，VBM）是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)顱腦MRI圖像中的腦灰質(zhì)、白質(zhì)密度或體積進(jìn)行逐個(gè)體素分析的技術(shù)，現(xiàn)被廣泛用于阿爾茨海默病、癲癇、抑郁癥等研究中。有研究發(fā)現(xiàn)，TLE患者部分腦區(qū)腦白質(zhì)體積較正常對(duì)照組有所降低[25]，也有研究發(fā)現(xiàn)MRI 陰性TLE 患者致癇灶的同側(cè)內(nèi)嗅皮層發(fā)生萎縮[26]。這些研究表明，該技術(shù)有可能為癲癇灶定位以及手術(shù)切除提供一定的指導(dǎo)意義。

2.2 MR功能成像技術(shù)在TLE致癇灶定側(cè)定位中的應(yīng)用

2.2.1 磁共振波譜成像技術(shù)

磁共振波譜成像技術(shù)（Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS）可以提供組織的生物化學(xué)代謝信息，目前被越來(lái)越多的用于疾病診斷及鑒別診斷。在TLE致癇灶定側(cè)定位的MRS的研究中，主要研究的代謝物分別是N‐乙酰天冬氨酸（N‐Acetylaspartate，NAA）、肌酸（Creatine，Cr）、膽堿（Choline，Cho）等，NAA主要存在于神經(jīng)元內(nèi)，其含量下降常提示神經(jīng)元功能受損或缺失；Cho和Cr主要存在于神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)內(nèi)，但由于少突膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)和異形膠質(zhì)細(xì)胞Cho和Cr的含量比神經(jīng)元高，所以當(dāng)Cho和Cr含量增加時(shí)，提示有神經(jīng)膠質(zhì)增生。我們通過(guò)測(cè)定其含量或者比值，實(shí)現(xiàn)癲癇患者致癇灶的定側(cè)定位[27]。有研究者采用MRS對(duì)難治性TLE患者致癇灶進(jìn)行定側(cè)定位，發(fā)現(xiàn)其有較大的臨床應(yīng)用價(jià)值[28]。除了以上常用代謝產(chǎn)物，其他一些代謝物目前也慢慢成為研究的熱點(diǎn)，比如谷氨酸（Glutamate，Glu）和γ‐氨基丁酸（Gamma‐Amino Butyric Acid，GABA）等化合物。有研究者使用短回波時(shí)間MRS對(duì)TLE患者腦內(nèi)Glu的代謝情況進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)其致癇灶進(jìn)行定側(cè)定位，研究表明Glu波譜診斷的準(zhǔn)確度可達(dá)90%以上[29]。還有研究者使用7 T MRI進(jìn)行MRS掃描，研究發(fā)現(xiàn)7 T 條件下，MRS信噪比大大提高，對(duì)于成功定位致癇灶具有較高的診斷價(jià)值[30]。采用MRS對(duì)TLE致癇灶定側(cè)定位需要注意的是MRS對(duì)掃描技術(shù)要求較高，為了保證掃描成功率，必須要做好質(zhì)控工作，這樣可以保證譜線(xiàn)基線(xiàn)穩(wěn)定，雜峰少，信噪比可以達(dá)到診斷的需要。

2.2.2 擴(kuò)散加權(quán)成像技術(shù)

擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）和在其基礎(chǔ)上衍生而來(lái)的擴(kuò)散張量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）也被用于研究TLE患者腦內(nèi)水分子擴(kuò)散情況，有研究表明TLE伴海馬硬化患者由于細(xì)胞外間隙擴(kuò)大、神經(jīng)元樹(shù)突減少以及密度降低會(huì)使海馬的表觀擴(kuò)散系數(shù)（Apparent Diffusion Coefficient，ADC）值會(huì)比對(duì)照組有所增高，采用ADC值對(duì)致癇灶定側(cè)的正確率可達(dá)100%[31‐32]。DTI是在 DWI的基礎(chǔ)上衍生而來(lái)[33‐34]，其的主要參數(shù)有部分各向異性（Fractional Anisotropy，F(xiàn)A）、平均彌散率（Mean Diffusivity，MD）等。有研究顯示內(nèi)側(cè)TLE患者腦白質(zhì)纖維素致癇側(cè)的FA值有廣泛性的減低，這一研究結(jié)果表明其在手術(shù)定位及制定手術(shù)策略中有可能為臨床提供可靠依據(jù)[35]?？傊?，DTI可以很好地顯示腦白質(zhì)，在對(duì)致癇灶的定位及認(rèn)識(shí)功能研究方面都有較高的價(jià)值與意義。

2.2.3 灌注加權(quán)成像技術(shù)

MR灌注成像分為兩種，一種是使用內(nèi)源性示蹤劑，即動(dòng)脈自旋標(biāo)記（Arterial Spin Labeling，ASL）技術(shù)，另外一種是通過(guò)靜脈內(nèi)團(tuán)注順磁性對(duì)比劑，進(jìn)行動(dòng)態(tài)磁敏感對(duì)比增強(qiáng)（Dynamic Susceptibility Contrast‐enhanced，DSC）灌注成像。ASL不需要注射對(duì)比劑，它既簡(jiǎn)單又快速，研究人員發(fā)現(xiàn)癲癇患者癲癇發(fā)作間期，患側(cè)灌注較健側(cè)低，癲癇患者癲癇發(fā)作期，患側(cè)灌注較健側(cè)高，該研究結(jié)果表明ASL對(duì)癲癇患者致癇灶的定側(cè)有一定的參考與幫助[36‐38]。還有研究者采用DSC灌注成像技術(shù)對(duì)TLE患者發(fā)作間期血流灌注進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)致癇灶同側(cè)的灌注較對(duì)側(cè)明顯減低[39]。DSC灌注成像技術(shù)可提供更多血流動(dòng)力學(xué)信息，但由于檢查時(shí)需要注射外源性對(duì)比劑，故在癲癇研究中受到一定的限制。

2.2.4 靜息態(tài)功能磁共振

靜息態(tài)功能磁共振成像（Resting‐State Functional Magnetic Resonance Imaging，rs‐fMRI）是指人在清醒、閉眼、放松的狀態(tài)下產(chǎn)生的BOLD信號(hào)，rs‐fMRI最初被用于檢測(cè)大腦結(jié)構(gòu)及活動(dòng)的異常，近年來(lái)成為癲癇研究的熱門(mén)。有研究顯示與正常組相比，癲癇組部分腦區(qū)域的模式網(wǎng)絡(luò)的功能連接增強(qiáng)[40]。還有研究者對(duì)癲癇患者癲癇活動(dòng)分布區(qū)域的局部一致性（Regional Homogeneity，ReHo）值進(jìn)行研究，研究結(jié)果顯示癲癇患者的ReHo值與間期癲癇活動(dòng)有顯著相關(guān)性，間期癲癇活動(dòng)有可能是引起癲癇患者的ReHo值變化生物學(xué)基礎(chǔ)之一，進(jìn)一步可對(duì)致癇灶進(jìn)行定位提供一定的參考[41]。但由于其掃描時(shí)間較長(zhǎng)，噪音較大，患者不易耐受，并有可能在檢查過(guò)程中誘發(fā)癲癇發(fā)作，且后處理過(guò)程復(fù)雜，限制了其在癲癇患者致癇灶定側(cè)定位中的推廣使用，而較多的被用于腦功能研究。

2.2.5 血氧水平依賴(lài)功能MRI技術(shù)

血氧水平依賴(lài)功能MRI（Blood Oxygen Level Dependent Functional Magnetic Resonance Imaging，BOLD‐fMRI）技術(shù)是一種無(wú)創(chuàng)的功能成像技術(shù)，目前主要應(yīng)用于腦功能區(qū)（運(yùn)動(dòng)、語(yǔ)言、感覺(jué)功能）的術(shù)前定位。有研究者利用EEG‐fMRI對(duì)癲癇患者進(jìn)行致癇灶評(píng)估，發(fā)現(xiàn)在腦電圖出現(xiàn)慢波的同時(shí)，在相應(yīng)區(qū)域可以觀察到BOLD信號(hào)的增加，并且癲癇灶的位置和BOLD信號(hào)增加是一致的，因此，BOLD‐fMRI可以在手術(shù)前定位致癇灶，并為手術(shù)治療提供可靠的依據(jù)[42]。

3 其他MR技術(shù)在TLE致癇灶定側(cè)定位中的應(yīng)用

有研究者采用MR各向同性容積掃描成像技術(shù)對(duì)TLE患者腦內(nèi)病變檢測(cè)的臨床應(yīng)用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用該技術(shù)，然后采取多角度及薄層高分辨2D重組圖像，有顱內(nèi)顳葉病變的檢出[43]。還有研究者將擴(kuò)散峰度成像用于TLE患者致癇灶識(shí)別，發(fā)現(xiàn)其在準(zhǔn)確、全面識(shí)別癲癇病灶方面可為常規(guī)MRI及腦電圖檢查補(bǔ)充重要信息[44]。近年來(lái)，一些新型序列如雙反轉(zhuǎn)序列可同時(shí)抑制來(lái)自腦白質(zhì)和腦脊液的信號(hào)，選擇性顯示灰質(zhì)，可提升致癇灶的檢出率[45]。另一種新型序列為液體和白質(zhì)抑制序列，可在單次掃描中生成兩套天然匹配的3D高分辨率影像，影像具有同時(shí)抑制腦脊液和腦白質(zhì)的特點(diǎn)，提升了灰/白質(zhì)、灰質(zhì)/腦脊液的對(duì)比度，選擇性顯示灰質(zhì)的特點(diǎn)，也為提高術(shù)前評(píng)估病灶的陽(yáng)性率帶來(lái)希望[46]。目前MR影像對(duì)TLE患者致癇灶的定側(cè)定位分析主要依賴(lài)人工解讀，主觀性強(qiáng)，耗時(shí)費(fèi)力，為提高常規(guī)MRI致癇灶定位的準(zhǔn)確性，有研究者將計(jì)算機(jī)與人工智能技術(shù)應(yīng)用于分析癲癇影像，如采用MRI圖像紋理分析方法分析TLE海馬硬化患者術(shù)前冠狀位海馬FLAIR圖像紋理，研究顯示常規(guī)MRI圖像紋理分析可為T(mén)LE海馬硬化的診斷提供可靠的信息及客觀依據(jù)，提高診斷的準(zhǔn)確性，有助于海馬硬化的早期診斷[47]。將MRI與正電子發(fā)射斷層掃描（Positron Emission Computed Tomography，PET）相結(jié)合的PET/MRI也已經(jīng)被用于TLE患者致癇灶的定側(cè)定位，可大大提高致癇灶的檢出率[48]。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，越來(lái)越多的成像技術(shù)被用于癲癇致癇灶定側(cè)定位的研究[49‐50]，MRI技術(shù)由于其無(wú)輻射、多模態(tài)、不但能夠顯示結(jié)構(gòu)的變化，同時(shí)能夠顯示生化代謝、血流灌注等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用[51‐54]。當(dāng)然MRI技術(shù)仍存在一些局限性，如檢查適應(yīng)證、圖像穩(wěn)定性、采集時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)偽影等問(wèn)題，在這種情況下，我們要采用優(yōu)化的序列，進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量。由于單獨(dú)使用其中一項(xiàng)技術(shù)時(shí)其診斷效能有限，我們可以聯(lián)合兩種或者兩種以上成像技術(shù)對(duì)TLE致癇灶進(jìn)行綜合定側(cè)定位，充分發(fā)揮各種影像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，進(jìn)一步提高致癇灶定側(cè)定位的準(zhǔn)確性，為手術(shù)提供更可靠的依據(jù)。