腦電圖在兒童癲癇外科的應(yīng)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(nèi)剛剛起步，卻已得到了迅速發(fā)展。臨床應(yīng)了解SEEG發(fā)展概況，應(yīng)用于兒童癲癇外科的適應(yīng)證、禁忌證及并發(fā)癥，立體定向電極置入技術(shù)及其致癇區(qū)理論等內(nèi)容，以便更好地掌握SEEG技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】

立體定向腦電圖；兒童；癲癇；癲癇外科；致癇區(qū)

手術(shù)切除致癇區(qū)是藥物難治性癲癇兒童的首選治療手段［1］。在致癇區(qū)定位定側(cè)方面，兒童癲癇患者特別是低齡兒的臨床表現(xiàn)往往與成人有所不同：先兆不能準確描述；發(fā)作癥狀常常表現(xiàn)為雙側(cè)強直、痙攣、動作中止等；間歇期及發(fā)作期頭皮腦電圖（EEG）異常放電常常較為廣泛，甚至為雙側(cè)半球。這給致癇區(qū)定側(cè)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(qū)。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(zhì)發(fā)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(fā)射斷層顯像（PET）等不符合的情況，侵入性顱內(nèi)電極腦電監(jiān)測是定位致癇區(qū)的有效手段，可以幫助明確致癇區(qū)范圍及其與功能區(qū)的關(guān)系。隨著癲癇解剖-電-臨床（anatomo-electro-clinical）研究的深入，以及神經(jīng)影像和多模式影像融合技術(shù)的發(fā)展，為過去沒有手術(shù)機會的癲癇患兒帶來了希望。目前國際上顱內(nèi)電極置入方法主要包括兩種：“北美學派”理論主導(dǎo)的硬膜下電極聯(lián)合深部電極EEG和“法國學派”理論主導(dǎo)的立體定向EEG（stereoelectroencephalography，SEEG）。我國廣泛開展顱內(nèi)電極腦電監(jiān)測技術(shù)已有十余年，主要學習“北美學派”理論，均采用硬膜下電極聯(lián)合深部電極方法置入顱內(nèi)電極。源自“法國學派”的SEEG技術(shù)，國內(nèi)從2012年開始開展至今，尤以近兩年發(fā)展迅速，在幾個大的癲癇中心已部分或全部采用SEEG技術(shù)代替硬膜下電極聯(lián)合深部電極置入技術(shù)。

1SEEG概述

1950年Spiegel和Wycis報道了其應(yīng)用立體定向裝置記錄到人腦深部結(jié)構(gòu)發(fā)作放電。在1962年，法國巴黎圣安妮醫(yī)院Talairach等首次報道了采用SEEG技術(shù)對難治性局灶性癲癇進行致癇區(qū)定位，隨后SEEG技術(shù)在法國和意大利的癲癇外科逐漸被推廣應(yīng)用。經(jīng)過半個世紀的實踐與發(fā)展，隨著現(xiàn)代醫(yī)學影像技術(shù)、計算機多模式圖像融合技術(shù)以及機器人輔助定位技術(shù)的出現(xiàn)，SEEG技術(shù)也取得了新的發(fā)展，得到了包括歐洲、北美等區(qū)域越來越多國家主要癲癇中心的認可和應(yīng)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(shè)備開展了SEEG技術(shù)，清華大學玉泉醫(yī)院與清華大學生物工程醫(yī)學系合作自主研發(fā)基于Leksell框架系統(tǒng)的SEEG技術(shù)，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(yī)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(shù)［2］，無需開顱，通過立體定向技術(shù)將直徑為0.8mm的電極置入腦內(nèi)來研究癲癇患者的腦電情況，從而定位致癇區(qū)或致癇網(wǎng)絡(luò)來指導(dǎo)癲癇外科手術(shù)切除方案。SEEG電極觸點到達大腦特定解剖結(jié)構(gòu)，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(nèi)側(cè)深部結(jié)構(gòu)，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(xiàn)在三維空間上研究癲癇發(fā)作演變。SEEG不僅用于癲癇發(fā)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(xiàn)的。SEEG監(jiān)測記錄到發(fā)作后，將射頻熱凝發(fā)生器與相應(yīng)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(yīng)用于范圍較小，部位較深如腦室周圍灰質(zhì)結(jié)節(jié)、帶狀灰質(zhì)移位及多個致癇區(qū)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(guān)系，通過立體定向方法置入顱內(nèi)電極，從三維空間記錄癲癇發(fā)作，并逐漸形成了獨立的致癇區(qū)理論［4］。通過分析解剖-電-臨床相互關(guān)系，將癲癇發(fā)作期按時間先后順序出現(xiàn)的臨床征象視為一個整體，根據(jù)癥狀發(fā)生時間先后推測癲癇放電在腦內(nèi)的時間-空間演變過程，從而形成癲癇發(fā)作的三維空間網(wǎng)絡(luò)假說來進行SEEG電極設(shè)計。

2SEEG應(yīng)用于兒童癲癇外科的適應(yīng)證、禁忌證及并發(fā)癥

當通過非侵入性評估手段不能明確定位致癇區(qū)時，就提示需要SEEG置入，特別是患者EEG與發(fā)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(qū)的有效手段。SEEG適應(yīng)證包括：（1）MRI陰性患者，發(fā)作間期或發(fā)作期EEG與發(fā)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(fā)作間期或發(fā)作期EEG、發(fā)作癥狀學提示致癇區(qū)范圍波及到病灶以外的廣泛區(qū)域。（3）不考慮MRI結(jié)果，癲癇發(fā)作癥狀學定側(cè)與發(fā)作期EEG定側(cè)不符。（4）MRI病變、發(fā)作期EEG和發(fā)作期癥狀證實致癇灶涉及到功能區(qū)，需定位功能區(qū)部位及其與致癇區(qū)關(guān)系來評估手術(shù)風險。（5）MRI顯示病變范圍廣泛、涉及一側(cè)或雙側(cè)半球，而發(fā)作期EEG和臨床表現(xiàn)存在多個潛在的致癇灶可能或涉及雙側(cè)半球［3］。與硬膜下電極相比，SEEG在下列情況更有優(yōu)勢：（1）硬膜下電極難以覆蓋到的深部腦區(qū)，如大腦半球內(nèi)側(cè)面、顳葉內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)、島葉-島蓋區(qū)、扣帶回、額眶回及深部核團（下丘腦錯構(gòu)瘤等）。（2）既往癲癇外科手術(shù)失敗或硬膜下電極置入失敗等情況導(dǎo)致硬膜粘連患者。（3）雙側(cè)半球廣泛或多灶性病變（如新生兒缺血缺氧性腦病、結(jié)節(jié)性硬化癥、帶狀灰質(zhì)移位等）。（4）邊緣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(fā)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(shù)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(shù)標準［5］。意大利米蘭癲癇中心的經(jīng)驗是，年齡達到2歲，顱骨厚度需達到2mm。目前關(guān)于2歲以下兒童實施SEEG技術(shù)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(yī)院癲癇中心SEEG置入最小年齡24個月，術(shù)前檢查CT顱骨厚度3mm，置入術(shù)后電極固定牢固且患兒未出現(xiàn)并發(fā)癥。另外，嬰幼兒難治性癲癇，發(fā)作頻繁，受累的腦區(qū)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(qū)，因此，也無需應(yīng)用SEEG技術(shù)定位。SEEG置入術(shù)后常見并發(fā)癥是顱內(nèi)出血［6］。Cossu等［7］報道SEEG置入并發(fā)癥發(fā)生率為5.6%，嚴重并發(fā)癥如顱內(nèi)出血的發(fā)生率為1%。美國克利夫蘭癲癇中心報道了100例患者SEEG術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率為3%，每根電極置入并發(fā)癥發(fā)生率為0.2%，主要是硬膜下血腫和顱內(nèi)出血。并發(fā)癥類型包括：顱內(nèi)出血、少量的硬膜下出血、電極拔除過程中少量的蛛網(wǎng)膜下腔出血等。值得注意的是，兒童硬膜下電極置入術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率較高［8］，顱內(nèi)出血發(fā)生率為≤25%，顱內(nèi)感染發(fā)生率為≤6%，腦水腫發(fā)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(shù)并發(fā)癥發(fā)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(shù)，且術(shù)后患者痛苦明顯減輕。一般術(shù)后第2天就可以下床自由活動。清華大學玉泉醫(yī)院開展SEEG技術(shù)以來，僅發(fā)生1例8歲兒童置入了12根電極后，出現(xiàn)遲發(fā)性顱內(nèi)血腫，但經(jīng)手術(shù)清除后未遺留后遺癥。

3SEEG技術(shù)

3.1術(shù)前計劃及術(shù)中電極置入癲癇外科手術(shù)的實施前必須進行多學科專業(yè)人員的術(shù)前評估討論，需要癲癇內(nèi)科、神經(jīng)外科、神經(jīng)電生理、神經(jīng)心理醫(yī)生及神經(jīng)影像學醫(yī)生等共同討論患者是否有手術(shù)指征，適合哪種手術(shù)方式，是否需要顱內(nèi)電極置入以及顱內(nèi)電極置入方案。在SEEG置入前必須根據(jù)解剖-電-臨床關(guān)系形成1個或多個致癇網(wǎng)絡(luò)假說，此假說基于患者病史、影像學結(jié)果、神經(jīng)心理學結(jié)果、發(fā)作間期及發(fā)作期EEG和發(fā)作癥狀學的綜合分析形成，其中最核心的是發(fā)作期癥狀學分析。在分析發(fā)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(nèi)傳播，然后需要解釋癥狀與已知大腦解剖部位的關(guān)系，而且要根據(jù)癥狀發(fā)生先后時間關(guān)系推測出腦內(nèi)放電的空間演變，而并非單純的癥狀學描述。術(shù)前假說應(yīng)包括病灶或可疑病變區(qū)、發(fā)作起始區(qū)和發(fā)作可能的傳導(dǎo)通路，同時還要考慮現(xiàn)有癥狀學可能是非表達皮質(zhì)傳導(dǎo)至表達皮質(zhì)而出現(xiàn)的癥狀。清華大學玉泉醫(yī)院癲癇中心的經(jīng)驗是通過電-臨床關(guān)系尋找影像學可疑病灶，結(jié)合癥狀學的演變形成主要假說，根據(jù)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(shù)量必須足夠解決下述問題：（1）在發(fā)作起始期及早期癲癇放電所累及腦區(qū)（致癇區(qū)）內(nèi)發(fā)現(xiàn)預(yù)期的“發(fā)作型”EEG，這需要在可疑腦區(qū)置入電極。（2）排除所謂SEEG發(fā)作型為起源于其他部位放電擴散的可能性，這需要對術(shù)前不同假說的全面理解和對相應(yīng)腦區(qū)部分或全部進行評估。（3）盡可能精確地確定“致癇區(qū)”的界限，以便施行最小范圍皮質(zhì)切除術(shù)，為達到這一目的需要在事先假定“致癇區(qū)”以外腦組織內(nèi)置入電極。（4）確認發(fā)作起始腦區(qū)是否能夠切除，這需要明確致癇區(qū)與外科手術(shù)相關(guān)的功能表達皮質(zhì)區(qū)的關(guān)系。（5）確認解剖學病灶與“致癇區(qū)”的關(guān)系，病灶本身及其周圍結(jié)構(gòu)置入電極數(shù)量與病灶形態(tài)、范圍、解剖部位有關(guān)［9］。電極設(shè)計一般在手術(shù)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(qū)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(tài)固定安裝，這需要患兒的配合，同時也需要操作醫(yī)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(yī)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(shè)計靶點及入點的選擇，還要考慮規(guī)避腦血管。各中心SEEG電極設(shè)計步驟基本相同［10］。清華大學玉泉醫(yī)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(jié)構(gòu)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(shù)前評估的結(jié)果，結(jié)合大腦的結(jié)構(gòu)像、血管像、腦代謝像，從二維和三維重建影像上設(shè)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(jié)構(gòu)及所屬的功能區(qū)（Brodmann腦區(qū)），同時確保每根電極路徑避開腦內(nèi)血管，3D效果見圖1a。SEEG電極置入在全麻下進行，按照術(shù)前設(shè)計的方案，將每根電極的手術(shù)參數(shù)（靶點坐標、路徑角度等）導(dǎo)入立體定向手術(shù)系統(tǒng)，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(dǎo)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(shù)后一般需行頭顱CT掃描，以確認電極位置，并可與術(shù)前的MRI影像進行3D融合。

3.2SEEG監(jiān)測及其致癇區(qū)理論患者置入SEEG電極后需要記錄發(fā)作間期和發(fā)作期EEG，一般要求患者SEEG監(jiān)測記錄3次以上慣常發(fā)作，分析發(fā)作期電-臨床癥狀學關(guān)系，定位可能的致癇區(qū)。另外還要對每個電極觸點進行電刺激，幫助定位功能區(qū)，同時可觀察有無刺激后放電或引發(fā)慣常發(fā)作，最終確定手術(shù)需要切除的范圍。涉及到重要功能區(qū)的手術(shù)計劃還要參考術(shù)前功能性磁共振成像（fMRI）和擴散張量成像（DTI）結(jié)果。在SEEG中，致癇區(qū)是指癲癇放電的起始部位及早期擴散區(qū)，而且致癇區(qū)是一種電-臨床癥狀學概念，不僅強調(diào)癲癇發(fā)作的起始部位，更注重強調(diào)癲癇發(fā)作期放電的時間-空間動態(tài)改變意義，即發(fā)作期癥狀學演變與發(fā)作期放電在腦內(nèi)SEEG電極觸點的三維立體傳播過程的關(guān)系；同時考慮皮質(zhì)電刺激結(jié)果。在SEEG中，發(fā)作起始區(qū)（ictalonsetzone）是指最早明確出現(xiàn)發(fā)作電變化的皮質(zhì)區(qū)，其包括兩個要素：（1）在臨床發(fā)作首個癥狀開始之前，包括先兆發(fā)作。（2）EEG發(fā)作形式表現(xiàn)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(fā)作形態(tài)和頻率從一個區(qū)域到另一個區(qū)域是可區(qū)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(shè)計，在這種情況下，無論手術(shù)后發(fā)作是否得到控制均不能提供有價值信息。如果發(fā)作癥狀與電生理發(fā)作起始一致，且臨床癥狀在腦電發(fā)作之后則提示部分SEEG電極設(shè)計路徑是正確的。相反，癥狀學開始在SEEG腦電發(fā)作起始之前則說明SEEG設(shè)計失敗，這需要重新回顧分析術(shù)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(yī)院的初步經(jīng)驗顯示，發(fā)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(fā)作類型。通常手術(shù)切除范圍除了包括發(fā)作起始區(qū)外，還應(yīng)包括發(fā)作期放電主要參與腦區(qū)（primaryorganizationofthedischarge），以往也稱為早期擴散區(qū)（earlyseizuresspread）。發(fā)作期放電主要參與腦區(qū)是很難明確定義的，主要是指發(fā)作期早期放電累及的皮質(zhì)，特別是在臨床癥狀開始之前出現(xiàn)類似于發(fā)作起始區(qū)快速同步化放電的皮質(zhì)，這些腦區(qū)可以出現(xiàn)在發(fā)作起始后幾秒甚至是幾十秒。因此，把其定義為發(fā)作期放電主要參與腦區(qū)比早期擴散區(qū)更為準確些。值得注意的是，發(fā)作期放電主要參與腦區(qū)并不包括發(fā)作起始區(qū)遠隔腦區(qū)，如額葉外側(cè)電極記錄到發(fā)作起始區(qū)，而在大腦內(nèi)側(cè)面電極記錄到的低波幅快波，無論其與發(fā)作起始區(qū)放電相差幾秒甚至是幾毫秒，均不能認為是發(fā)作期放電主要參與腦區(qū)?？傊?，發(fā)作期放電主要參與腦區(qū)是一個分析發(fā)作期電-臨床關(guān)系后，結(jié)合閱圖者經(jīng)驗綜合的結(jié)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(fā)作后，為了更好定位致癇區(qū)和功能區(qū)需要行顱內(nèi)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(wǎng)膜和軟腦膜，準確性和響應(yīng)性均不如SEEG電極，因為SEEG電極插入腦內(nèi)，電流可以直接作用于腦神經(jīng)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(qū)可以分表淺部和深部兩個亞區(qū)，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(zhì)的功能，還可以刺激出白質(zhì)傳導(dǎo)束的相關(guān)功能，例如在顳葉白質(zhì)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(shù)是：高頻刺激50Hz，脈寬0.3ms，刺激持續(xù)時間為5s；低頻刺激1Hz，脈寬3.0ms，刺激持續(xù)時間40s。根據(jù)刺激腦區(qū)的不同，刺激強度從0.2mA逐漸增加至3.0mA或更高，直至出現(xiàn)后放電或出現(xiàn)癥狀、發(fā)作等，這樣的刺激參數(shù)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(yīng)用，我國雖然在近兩年剛剛起步，但卻發(fā)展迅速。SEEG在兒童癲癇外科的發(fā)展，使臨床對癲癇發(fā)作的演變過程有了新的理解。同時，其臨床應(yīng)用模式較過去更加需要多學科醫(yī)師聯(lián)合討論，以達到對各項術(shù)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(yī)院癲癇中心