腦電圖在兒童癲癇外科的應用范文

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《中國實用兒科雜志》2015年第十二期

【摘要】

立體定向腦電圖（SEEG）在國內剛剛起步，卻已得到了迅速發展。臨床應了解SEEG發展概況，應用于兒童癲癇外科的適應證、禁忌證及并發癥，立體定向電極置入技術及其致癇區理論等內容，以便更好地掌握SEEG技術。

【關鍵詞】

立體定向腦電圖；兒童；癲癇；癲癇外科；致癇區

手術切除致癇區是藥物難治性癲癇兒童的首選治療手段［1］。在致癇區定位定側方面，兒童癲癇患者特別是低齡兒的臨床表現往往與成人有所不同：先兆不能準確描述；發作癥狀常常表現為雙側強直、痙攣、動作中止等；間歇期及發作期頭皮腦電圖（EEG）異常放電常常較為廣泛，甚至為雙側半球。這給致癇區定側和定位帶來很大困難，因此，兒童癲癇外科更大程度上依賴于影像學檢查所提示的病灶區。而有些病變在磁共振成像（MRI）上的界限沒有成人清晰，特別是局灶性皮質發育不良（FCD），對于影像學陰性或有可疑病變，但病變部位范圍與其他非侵入性檢查如EEG、正電子發射斷層顯像（PET）等不符合的情況，侵入性顱內電極腦電監測是定位致癇區的有效手段，可以幫助明確致癇區范圍及其與功能區的關系。隨著癲癇解剖-電-臨床（anatomo-electro-clinical）研究的深入，以及神經影像和多模式影像融合技術的發展，為過去沒有手術機會的癲癇患兒帶來了希望。目前國際上顱內電極置入方法主要包括兩種：“北美學派”理論主導的硬膜下電極聯合深部電極EEG和“法國學派”理論主導的立體定向EEG（stereoelectroencephalography，SEEG）。我國廣泛開展顱內電極腦電監測技術已有十余年，主要學習“北美學派”理論，均采用硬膜下電極聯合深部電極方法置入顱內電極。源自“法國學派”的SEEG技術，國內從2012年開始開展至今，尤以近兩年發展迅速，在幾個大的癲癇中心已部分或全部采用SEEG技術代替硬膜下電極聯合深部電極置入技術。

1SEEG概述

1950年Spiegel和Wycis報道了其應用立體定向裝置記錄到人腦深部結構發作放電。在1962年，法國巴黎圣安妮醫院Talairach等首次報道了采用SEEG技術對難治性局灶性癲癇進行致癇區定位，隨后SEEG技術在法國和意大利的癲癇外科逐漸被推廣應用。經過半個世紀的實踐與發展，隨著現代醫學影像技術、計算機多模式圖像融合技術以及機器人輔助定位技術的出現，SEEG技術也取得了新的發展，得到了包括歐洲、北美等區域越來越多國家主要癲癇中心的認可和應用。意大利米蘭癲癇中心報道，癲癇外科治療的35%患兒進行了SEEG電極置入［3］。我國于2012年通過引進國外設備開展了SEEG技術，清華大學玉泉醫院與清華大學生物工程醫學系合作自主研發基于Leksell框架系統的SEEG技術，于2013-11-17完成了首例癲癇患者的SEEG電極置入，截至2015年10月底，清華大學玉泉醫院共完成80例患者，其中14歲以下兒童32例，最小者為2歲。SEEG是一種侵入性癲癇診斷及治療技術［2］，無需開顱，通過立體定向技術將直徑為0.8mm的電極置入腦內來研究癲癇患者的腦電情況，從而定位致癇區或致癇網絡來指導癲癇外科手術切除方案。SEEG電極觸點到達大腦特定解剖結構，具有很高的空間-時間分布特性，每根電極路徑可探及不同腦葉表面和內側深部結構，平均每例患者置入10～15根電極，一般每根電極有8～16個觸點，相鄰兩個觸點的間距為1.5mm，從而實現在三維空間上研究癲癇發作演變。SEEG不僅用于癲癇發作的定位診斷，也為癲癇外科治療提供了一個新的治療方法，即熱凝固治療，這是硬膜下電極難以實現的。SEEG監測記錄到發作后，將射頻熱凝發生器與相應目標電極觸點相連接，無需麻醉，在床旁即可實施熱凝固治療。SEEG熱凝固治療多應用于范圍較小，部位較深如腦室周圍灰質結節、帶狀灰質移位及多個致癇區的患者，目前尚屬于剛剛起步階段。SEEG原理是基于解剖-電-臨床相互關系，通過立體定向方法置入顱內電極，從三維空間記錄癲癇發作，并逐漸形成了獨立的致癇區理論［4］。通過分析解剖-電-臨床相互關系，將癲癇發作期按時間先后順序出現的臨床征象視為一個整體，根據癥狀發生時間先后推測癲癇放電在腦內的時間-空間演變過程，從而形成癲癇發作的三維空間網絡假說來進行SEEG電極設計。

2SEEG應用于兒童癲癇外科的適應證、禁忌證及并發癥

當通過非侵入性評估手段不能明確定位致癇區時，就提示需要SEEG置入，特別是患者EEG與發作期癥狀學一致，而MRI陰性或有可疑病變時，SEEG是明確致癇區的有效手段。SEEG適應證包括：（1）MRI陰性患者，發作間期或發作期EEG與發作期癥狀學演變部分或完全不符。（2）MRI有明確的局灶性異常，而發作間期或發作期EEG、發作癥狀學提示致癇區范圍波及到病灶以外的廣泛區域。（3）不考慮MRI結果，癲癇發作癥狀學定側與發作期EEG定側不符。（4）MRI病變、發作期EEG和發作期癥狀證實致癇灶涉及到功能區，需定位功能區部位及其與致癇區關系來評估手術風險。（5）MRI顯示病變范圍廣泛、涉及一側或雙側半球，而發作期EEG和臨床表現存在多個潛在的致癇灶可能或涉及雙側半球［3］。與硬膜下電極相比，SEEG在下列情況更有優勢：（1）硬膜下電極難以覆蓋到的深部腦區，如大腦半球內側面、顳葉內側結構、島葉-島蓋區、扣帶回、額眶回及深部核團（下丘腦錯構瘤等）。（2）既往癲癇外科手術失敗或硬膜下電極置入失敗等情況導致硬膜粘連患者。（3）雙側半球廣泛或多灶性病變（如新生兒缺血缺氧性腦病、結節性硬化癥、帶狀灰質移位等）。（4）邊緣系統網絡受累的癲癇［4］。但在兒童癲癇，特別是2歲以下低齡兒童，其顱骨發育尚不完全，顱骨厚度及硬度不足以固定置入電極的螺釘，因此SEEG技術并不適用。對于2歲以上的低齡兒童，要通過計算機斷層掃描（CT）檢查證實顱骨厚度是否達到手術標準［5］。意大利米蘭癲癇中心的經驗是，年齡達到2歲，顱骨厚度需達到2mm。目前關于2歲以下兒童實施SEEG技術的資料報道較少。Cossu等［2］報道最小年齡為21個月，因此，對于2歲以下建議進行開顱硬膜下電極置入。目前，清華大學玉泉醫院癲癇中心SEEG置入最小年齡24個月，術前檢查CT顱骨厚度3mm，置入術后電極固定牢固且患兒未出現并發癥。另外，嬰幼兒難治性癲癇，發作頻繁，受累的腦區范圍也較大，常常波及多個腦葉或半球，并不存在一個局灶的致癇區，因此，也無需應用SEEG技術定位。SEEG置入術后常見并發癥是顱內出血［6］。Cossu等［7］報道SEEG置入并發癥發生率為5.6%，嚴重并發癥如顱內出血的發生率為1%。美國克利夫蘭癲癇中心報道了100例患者SEEG術后并發癥發生率為3%，每根電極置入并發癥發生率為0.2%，主要是硬膜下血腫和顱內出血。并發癥類型包括：顱內出血、少量的硬膜下出血、電極拔除過程中少量的蛛網膜下腔出血等。值得注意的是，兒童硬膜下電極置入術后并發癥發生率較高［8］，顱內出血發生率為≤25%，顱內感染發生率為≤6%，腦水腫發生率為≤14%。雖然由于置入電極位置及方式的不同，很難準確比較硬膜下電極與SEEG電極置入術并發癥發生率的差異，但筆者認為SEEG電極置入在兒童患者是一項相對安全、有效的電極置入術，且術后患者痛苦明顯減輕。一般術后第2天就可以下床自由活動。清華大學玉泉醫院開展SEEG技術以來，僅發生1例8歲兒童置入了12根電極后，出現遲發性顱內血腫，但經手術清除后未遺留后遺癥。

3SEEG技術

3.1術前計劃及術中電極置入癲癇外科手術的實施前必須進行多學科專業人員的術前評估討論，需要癲癇內科、神經外科、神經電生理、神經心理醫生及神經影像學醫生等共同討論患者是否有手術指征，適合哪種手術方式，是否需要顱內電極置入以及顱內電極置入方案。在SEEG置入前必須根據解剖-電-臨床關系形成1個或多個致癇網絡假說，此假說基于患者病史、影像學結果、神經心理學結果、發作間期及發作期EEG和發作癥狀學的綜合分析形成，其中最核心的是發作期癥狀學分析。在分析發作期癥狀學上，一系列按時間順序演變的臨床癥狀反映了癲癇樣放電按時間-空間順序在腦內傳播，然后需要解釋癥狀與已知大腦解剖部位的關系，而且要根據癥狀發生先后時間關系推測出腦內放電的空間演變，而并非單純的癥狀學描述。術前假說應包括病灶或可疑病變區、發作起始區和發作可能的傳導通路，同時還要考慮現有癥狀學可能是非表達皮質傳導至表達皮質而出現的癥狀。清華大學玉泉醫院癲癇中心的經驗是通過電-臨床關系尋找影像學可疑病灶，結合癥狀學的演變形成主要假說，根據個體差異確定是否有其他假說，原則上任何不能完全排除的可疑假說均需要電極置入。SEEG電極置入部位和數量必須足夠解決下述問題：（1）在發作起始期及早期癲癇放電所累及腦區（致癇區）內發現預期的“發作型”EEG，這需要在可疑腦區置入電極。（2）排除所謂SEEG發作型為起源于其他部位放電擴散的可能性，這需要對術前不同假說的全面理解和對相應腦區部分或全部進行評估。（3）盡可能精確地確定“致癇區”的界限，以便施行最小范圍皮質切除術，為達到這一目的需要在事先假定“致癇區”以外腦組織內置入電極。（4）確認發作起始腦區是否能夠切除，這需要明確致癇區與外科手術相關的功能表達皮質區的關系。（5）確認解剖學病灶與“致癇區”的關系，病灶本身及其周圍結構置入電極數量與病灶形態、范圍、解剖部位有關［9］。電極設計一般在手術前1d或幾天完成，電極置入方式分為直插法和斜插法。兒童SEEG電極置入方法與成人沒有區別，但對兒童行有框架的SEEG電極置入時，由于頭架一般是在清醒狀態固定安裝，這需要患兒的配合，同時也需要操作醫生提前與患兒多溝通，獲得信任。對于無法配合的兒童，也可在全麻下固定頭架。清華大學玉泉醫院目前完成的32例癲癇患兒（最小年齡2歲），均采用局麻清醒下固定頭架，得以順利安裝。無論是有框架還是無框架SEEG置入，患兒均在計劃前行薄層頭MRI及腦血管像檢查。電極設計靶點及入點的選擇，還要考慮規避腦血管。各中心SEEG電極設計步驟基本相同［10］。清華大學玉泉醫院的方法為：（1）3.0TMRI掃描，包括3DT1序列、3DFLAIR序列、腦血管成像序列，用于大腦溝回結構的3D重建和腦血管（包括動脈和靜脈）的3D重建。（2）反映腦葡萄糖代謝的18氟標記的葡萄糖（FDG）-PET，進行3D重建并與MRI影像融合。（3）按照術前評估的結果，結合大腦的結構像、血管像、腦代謝像，從二維和三維重建影像上設計每根電極的靶點和入點，確認每個電極觸點所在的溝回結構及所屬的功能區（Brodmann腦區），同時確保每根電極路徑避開腦內血管，3D效果見圖1a。SEEG電極置入在全麻下進行，按照術前設計的方案，將每根電極的手術參數（靶點坐標、路徑角度等）導入立體定向手術系統，順序置入電極。在顱骨按電極路徑方向鉆孔（直徑約2mm），電刀燒破硬腦膜，固定導向螺釘，插入電極并固定，一般10根電極約1h即可完成，置入電極后的外觀見圖1b，術后一般需行頭顱CT掃描，以確認電極位置，并可與術前的MRI影像進行3D融合。

3.2SEEG監測及其致癇區理論患者置入SEEG電極后需要記錄發作間期和發作期EEG，一般要求患者SEEG監測記錄3次以上慣常發作，分析發作期電-臨床癥狀學關系，定位可能的致癇區。另外還要對每個電極觸點進行電刺激，幫助定位功能區，同時可觀察有無刺激后放電或引發慣常發作，最終確定手術需要切除的范圍。涉及到重要功能區的手術計劃還要參考術前功能性磁共振成像（fMRI）和擴散張量成像（DTI）結果。在SEEG中，致癇區是指癲癇放電的起始部位及早期擴散區，而且致癇區是一種電-臨床癥狀學概念，不僅強調癲癇發作的起始部位，更注重強調癲癇發作期放電的時間-空間動態改變意義，即發作期癥狀學演變與發作期放電在腦內SEEG電極觸點的三維立體傳播過程的關系；同時考慮皮質電刺激結果。在SEEG中，發作起始區（ictalonsetzone）是指最早明確出現發作電變化的皮質區，其包括兩個要素：（1）在臨床發作首個癥狀開始之前，包括先兆發作。（2）EEG發作形式表現為快速同步化放電（低波幅快活動或快的棘波放電的募集），EEG發作形態和頻率從一個區域到另一個區域是可區分的［11］。這兩個要素缺少任何一個都提示可能存在不正確的SEEG設計，在這種情況下，無論手術后發作是否得到控制均不能提供有價值信息。如果發作癥狀與電生理發作起始一致，且臨床癥狀在腦電發作之后則提示部分SEEG電極設計路徑是正確的。相反，癥狀學開始在SEEG腦電發作起始之前則說明SEEG設計失敗，這需要重新回顧分析術前評估的所有資料，判斷是否存在通過補充電極的方式彌補，或者電極拔除后擇期再次評估。清華大學玉泉醫院的初步經驗顯示，發作期SEEG最常見類型是低波幅快波活動放電起始，且與硬膜下電極相比，SEEG更容易記錄到這種腦電發作類型。通常手術切除范圍除了包括發作起始區外，還應包括發作期放電主要參與腦區（primaryorganizationofthedischarge），以往也稱為早期擴散區（earlyseizuresspread）。發作期放電主要參與腦區是很難明確定義的，主要是指發作期早期放電累及的皮質，特別是在臨床癥狀開始之前出現類似于發作起始區快速同步化放電的皮質，這些腦區可以出現在發作起始后幾秒甚至是幾十秒。因此，把其定義為發作期放電主要參與腦區比早期擴散區更為準確些。值得注意的是，發作期放電主要參與腦區并不包括發作起始區遠隔腦區，如額葉外側電極記錄到發作起始區，而在大腦內側面電極記錄到的低波幅快波，無論其與發作起始區放電相差幾秒甚至是幾毫秒，均不能認為是發作期放電主要參與腦區。總之，發作期放電主要參與腦區是一個分析發作期電-臨床關系后，結合閱圖者經驗綜合的結果，目前還沒有一個明確判斷標準。

3.3SEEG電極電刺激記錄到足夠的臨床發作后，為了更好定位致癇區和功能區需要行顱內電刺激檢查。SEEG電極在腦功能定位方面更真實、敏感，更加立體化。硬膜下電極電刺激因為阻隔著蛛網膜和軟腦膜，準確性和響應性均不如SEEG電極，因為SEEG電極插入腦內，電流可以直接作用于腦神經元。另外，SEEG電極可以達到深部的腦溝或者核團，可以得出立體的腦功能分布。例如額葉眼區可以分表淺部和深部兩個亞區，表淺部支配眼球水平運動，而深部則支配眼球上下運動；SEEG不僅可以得出腦灰質的功能，還可以刺激出白質傳導束的相關功能，例如在顳葉白質可刺激出視覺癥狀。電刺激一般選擇兩個相鄰電極觸點的雙極刺激，刺激分為高頻刺激和低頻刺激，常用刺激參數是：高頻刺激50Hz，脈寬0.3ms，刺激持續時間為5s；低頻刺激1Hz，脈寬3.0ms，刺激持續時間40s。根據刺激腦區的不同，刺激強度從0.2mA逐漸增加至3.0mA或更高，直至出現后放電或出現癥狀、發作等，這樣的刺激參數對腦組織不會造成損傷［12］。以上簡要介紹了SEEG以及在兒童癲癇外科的臨床應用，我國雖然在近兩年剛剛起步，但卻發展迅速。SEEG在兒童癲癇外科的發展，使臨床對癲癇發作的演變過程有了新的理解。同時，其臨床應用模式較過去更加需要多學科醫師聯合討論，以達到對各項術前評估方法的細致分析，最終使患者受益［13］。

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作者：周文靜 單位：清華大學玉泉醫院癲癇中心