CE-MRV融合顱腦三維成像在兒童難治性癲癇外科中的應(yīng)用

1.深圳市兒童醫(yī)院放射科(廣東 深圳 518038)

2.深圳市兒童醫(yī)院神經(jīng)外科(廣東 深圳 518038)

向 葵1 劉龍平1 朱鳳軍2孟憲磊1

目前全世界約有1050萬癲癇患病兒童，約20%患兒無法用現(xiàn)有抗癲癇藥物控制癲癇的發(fā)作，稱作難治性癲癇[1]。目前癲癇外科手術(shù)治療是惟一可以治愈難治性癲癇的手段， 精確定位顱內(nèi)致癇灶是進行外科手術(shù)的前提，也是決定患者預(yù)后最重要因素。立體定向腦電圖(stereoelectroencephhalography，SEEG)是集解剖-電-臨床為一體的立體腦電圖理念，探尋、定位致癇區(qū)的方法，高分辨影像學(xué)及機器人立體定向的出現(xiàn)極大地促進SEEG方法學(xué)的革新[2]，利用磁共振顱腦三維(3DMRI)成像及增強靜脈成像(CE-MRV)導(dǎo)入神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)建立立體大腦及皮層靜脈融合模型圖，有助于精確定位指導(dǎo)電極植入并減少創(chuàng)傷。我院神經(jīng)外科自2015年以來應(yīng)用神經(jīng)導(dǎo)航結(jié)合立體定向技術(shù)已對22例患兒植入電極并對癲癇灶進行了手術(shù)切除，現(xiàn)介紹CE-MRV融合顱腦三維成像在兒童難治性癲癇外科電極植入的應(yīng)用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析我院2016年3月至2017年10月藥物難治性癲癇患兒行手術(shù)治療病例22例，男12例，女10例，年齡3～18歲，平均年齡8.3歲，所有病例均具有SEEG電極植入適應(yīng)證[3]：①位于皮質(zhì)深部電極難以覆蓋的致癇灶，如顳葉深部結(jié)構(gòu)，蓋部，島葉，兩側(cè)大腦半球之間的深部區(qū)域等；②既往硬膜下電極植入術(shù)未找到明確致癇灶，需進一步明確致癇區(qū)域；③可能雙側(cè)或多側(cè)腦葉電極植入；④在頭顱磁共振顯示陰性患者中，術(shù)前評估提示有功能性網(wǎng)絡(luò)參與(如邊緣系統(tǒng))。

1.2 影像學(xué)檢查

1.2.1 儀器：磁共振：3.0T磁共振掃描儀(SIEMENS skyra 3.0T，德國西門子公司)，CT：64排螺旋CT(CT采用美國GE OPTIMA CT660，美國通用電氣公司)，導(dǎo)航系統(tǒng)： StealthViz?神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)(美敦力S7，美敦力醫(yī)療用品技術(shù)服務(wù)(上海)有限公司) 。

1.2.2 圖像采集：頭顱磁共振(magnetic resonance imaging MRI，西門子 3.0T)，常規(guī)橫斷面T1-Flair(掃描參數(shù)：TR1800 ms，TE 42ms，層厚6mm，層間距1.8mm，反轉(zhuǎn)角度150°，編碼方向為左右)、T2WI(掃描參數(shù)：TR2300ms，TE 108ms，層厚6mm，層間距1.8mm，反轉(zhuǎn)角度150°，編碼方向為左右)、T2-Flair(掃描參數(shù)：T R 1 3 0 0 0 m s，T E 134ms，層厚2mm，層間距0mm，反轉(zhuǎn)角度150°，編碼方向為左右)序列；矢狀面T1WI序列(掃描參數(shù)：TR 200ms，TE 2.49ms，層厚5mm，層間距1.5mm，反轉(zhuǎn)角度70°，編碼方向為前后)；高分辨率三維MRI成像采用軸位掃描，掃描參數(shù)：TR 2000.0ms，TE 2.44ms，層厚1.00mm，層間距0.50mm，反轉(zhuǎn)角度8°，相位編碼方向為前后，采集時間4分鐘。

C E-M R V 成像：采用矢狀位成像，掃描參數(shù)：TR 3.53ms，TE 1.33ms，層厚1.10mm，層間距0.22mm，反轉(zhuǎn)角度25°，編碼方向為前后，肘靜脈注射雙倍造影劑9s時開始采集，采集時間為25s。不能配合患兒掃描前均使用10%水合氯醛(0.5ml/kg)口服或灌腸鎮(zhèn)靜。

1.2.3 建立立體大腦皮層靜脈模型：將顱腦3D-MRI、CE-MRV圖像導(dǎo)入StealthViz?神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)，分離出腦組織(圖1)及腦表面靜脈血管圖(圖2)，然后進行融合，建立立體大腦及皮層靜脈融合模型圖(圖3)，可清晰顯示顱內(nèi)腦溝、腦回、皮層血管及外側(cè)裂血管。頭顱三維 MRI能檢測出常規(guī)MRI不易觀察到的形態(tài)學(xué)改變，并定位重要解剖及功能性結(jié)構(gòu)。

1.2.4 設(shè)計手術(shù)路徑：設(shè)計手術(shù)路徑(圖4-6)：設(shè)計靶點主要為影像學(xué)發(fā)現(xiàn)的解剖學(xué)病灶、影像學(xué)表現(xiàn)陰性但腦電圖異常放電可能的發(fā)作起始區(qū)和早期傳導(dǎo)通路。手術(shù)路徑避開顱內(nèi)皮層及外側(cè)裂血管，注意進針角度，避免角度不當(dāng)引起偏移至術(shù)中發(fā)生顱內(nèi)出血及植入失敗。手術(shù)當(dāng)日，給患者頭皮貼上用于確定位置的電極片，然后行頭顱三維CT掃描，再將掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)航系統(tǒng)與MRI融合，靶點坐標(biāo)由導(dǎo)航自動生成，測量靶點至皮層的距離，頭皮至皮層距離，選擇可以到達靶點的立體定向電極。

1.3 立體定向顱內(nèi)電極植入及術(shù)后監(jiān)測 所有患者參照上述手術(shù)路徑完成顱內(nèi)電極植入，術(shù)后再行頭顱CT螺旋掃描，查看是否有電極植入出血，并與術(shù)前導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計的手術(shù)路徑圖融合，確認電極植入的每一個觸點的位置與設(shè)計的手術(shù)靶點是否一致(圖7-9)。術(shù)后第二天行視頻腦電監(jiān)測并做功能測試，監(jiān)測1到4周至確定顱內(nèi)致癇區(qū)手術(shù)切除。

2 結(jié) 果

本組22例患兒均成功進行了所有序列的檢查，三維立體圖像及皮層靜脈均顯示清楚：常規(guī)序列發(fā)現(xiàn)癲癇灶11例，高分辨率三維序列發(fā)現(xiàn)病灶17例，另外5例為影像學(xué)陰性表現(xiàn)，未發(fā)現(xiàn)任何致癇灶。CE-MRV序列圖像18例顯示較好，有2例血管顯示略欠豐富，基本符合手術(shù)要求，另有2例血管顯示不夠豐富，隔日重新掃描后達到手術(shù)要求。

22例患者均參照模型構(gòu)建手術(shù)手術(shù)路徑完成顱內(nèi)電極植入，共植入電極143枚，術(shù)后進行視頻腦電監(jiān)測，確定顱內(nèi)致癇灶后進行手術(shù)，術(shù)后隨訪療效滿意。所有患兒均未出現(xiàn)出血及感染等并發(fā)癥，出血發(fā)生率0%，其中一例行二次手術(shù)補置電極一根，亦無并發(fā)癥發(fā)生，未出現(xiàn)明顯神經(jīng)功能障礙。

3 討 論

癲癇灶非侵襲性傳統(tǒng)的定位方法有：臨床神經(jīng)系統(tǒng)檢查、腦電圖、腦磁圖、頭顱磁共振、單光子發(fā)射計算機斷層成像術(shù)、正電子發(fā)射型計算機斷層顯像等，這些無創(chuàng)檢查都不能精確定位致癇灶或者不能排除功能區(qū)參與癲癇發(fā)作起源或早期傳播[4]。兒童癲癇的發(fā)作與腦組織結(jié)構(gòu)的細微異常有關(guān)，MRI常規(guī)檢查常難以發(fā)現(xiàn)，而高分辨率三維磁共振成像既可以發(fā)現(xiàn)細微的異常病變，還能直接用于導(dǎo)航系統(tǒng)建立立體腦電圖模型；本組病例常規(guī)磁共振發(fā)現(xiàn)病灶11例，而高分辨率三維序列發(fā)現(xiàn)病灶17例。有條件的醫(yī)院甚至可以采用突出大腦灰質(zhì)信號的高分辨率的雙反轉(zhuǎn)序列。

圖1-3 建立立體大腦及皮層靜脈模型圖。圖4-6 設(shè)計手術(shù)路徑。圖7-9 電極植入術(shù)后CT與MRI融合顯示觸點解剖位置。

有些患兒影像學(xué)檢查并不能發(fā)現(xiàn)致癇灶，有時影像學(xué)所見的病變部位和范圍并不能完全等同于需要切除的致癇區(qū)[5]，對于這類患兒可能需要侵襲性檢查，即顱內(nèi)埋藏電極進行精確定位，主要包括硬膜下電極、顱內(nèi)深部電極及立體定向電極。硬膜下電極主要用于定位大腦皮層表面異常放電并可以確定功能區(qū)，但缺點是需要開顱去骨瓣，并發(fā)癥較高、雙側(cè)電極只埋藏于大腦皮層表面，不能記錄深部皮層及皮層下區(qū)域的異常放電[6]。立體定向腦電圖于20世紀(jì)60年代首次應(yīng)用于顳葉癲癇病人腦電圖信息的收集[7]，這一技術(shù)以影像學(xué)檢查數(shù)據(jù)為支撐，影像學(xué)檢查提供盡可能詳細的影像學(xué)圖像用于穿刺路徑的設(shè)計，并提供豐富的腦血管圖用于術(shù)中避開血管。傳統(tǒng)立體定向電極植入是在全麻狀態(tài)安裝Talairach框架后進行血管DSA造影[8]，再進行路徑設(shè)計，電極植入，需要X 線的控制；或者行CTA顯示顱內(nèi)血管，數(shù)據(jù)融合后進行電極植入[9]。目前CE-MRV的檢查主要用于靜脈竇血栓的診斷及矢狀竇旁腦膜瘤的術(shù)前評估[10-11]，用于難治性癲癇患者的指導(dǎo)手術(shù)治療還較少，我們采用CE-MRV腦表面靜脈圖像及三維高分辨率MRI顱腦解剖圖像，然后在StealthViz?神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)行多模影像數(shù)據(jù)融合，進行腦組織分割，建立立體大腦及皮層靜脈模型，直接顯示三維腦解剖結(jié)構(gòu)、異常解剖結(jié)構(gòu)及顱內(nèi)皮質(zhì)無血管區(qū)，為電極植入設(shè)計手術(shù)路徑避開皮層靜脈血管，確保電極植入手術(shù)成功。

立體定向腦電圖SEEG技術(shù)要求CE-MRV顯示的靜脈血管越豐富越好，這樣越能避免術(shù)中出血的發(fā)生。造影劑的用量、注射速率及注射后采集時間的選擇對大腦皮層靜脈的顯示都非常重要，我們的檢查選擇造影劑用量為0.2ml/kg，采用患兒手背靜脈人工最快速度推注，約9s后開始采集，采集時間為25s。但不同患兒生成的靜脈圖像不是很穩(wěn)定，顯示的靜脈血管豐富程度不一，本組病例CE-MRV序列圖像18例顯示血管豐富，有2例血管顯示略欠豐富，基本符合手術(shù)要求，另有2例血管顯示不夠豐富，隔日重新掃描后達到手術(shù)要求。原因可能是患兒血管較為細小，我們沒有采用高壓注射器，造影劑注射的速率沒辦法監(jiān)測，不能做到統(tǒng)一；另外不同年齡段患兒對造影劑的用量采用每公斤體重計算的標(biāo)準(zhǔn)是否合適也沒有文獻參考，另2例血管顯示不夠豐富，原因是觸發(fā)掃描的時機選擇不是很準(zhǔn)確，重新掃描后符合手術(shù)要求。

SEEG立體定向電極植入總體并發(fā)癥很低，主要是顱內(nèi)出血及感染[12]；國內(nèi)李文玲等[13]行SEEG手術(shù)的9例患者(81枚電極)無血腫形成并發(fā)癥；王昌全等[14]行SEEG手術(shù)的13例患者，完全緩解10例，占76.92%，植入電極出血發(fā)生率1.06%。本組病例中所有病例均未出現(xiàn)出血及顱內(nèi)感染等并發(fā)癥，植入電極出血發(fā)生率0%。文獻報道[12]SEEG立體定向電極植入的出血原因主要為：①CE-MRV不能顯示所有的細小血管；②大多數(shù)出血為硬膜血管，非大腦皮層表面血管；③導(dǎo)向螺絲與顱骨不垂直，電極植入在尋找硬膜突破口時困難，反復(fù)穿刺引發(fā)出血。有報道SEEG電極植入安全性主要與電極植入路徑與血管之間的距離及傾斜角度有關(guān)[12]。

采用磁共振顱腦三維(3DMRI)成像及增強靜脈成像(CEMRV)導(dǎo)入神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)建立立體大腦及皮層靜脈融合模型圖，可以為神經(jīng)外科提供準(zhǔn)確的電極植入路徑，避免電極植入出血，減少了出血發(fā)生率，有助于精確定位癲癇病灶并行手術(shù)切除。需要進一步探索造影劑注射速率、掃描的最佳時機以及不同年齡段兒童造影劑的用量，以盡可能得到更精細的的影像學(xué)圖像。