SISCOM成像術在難治性癲癇致癇灶定位中的研究進展

Development of Subtraction Ictal Single-Photon Em ission Com puted Tomography Coregistered to MRI in Locating the Epileptogenic Focus of Intractable Epilepsy

金超嶺，王猛，劉杰，顏玨

中日友好醫院 核醫學科，北京100029

SISCOM成像術在難治性癲癇致癇灶定位中的研究進展

Development of Subtraction Ictal Single-Photon Em ission Com puted Tomography Coregistered to MRI in Locating the Epileptogenic Focus of Intractable Epilepsy

金超嶺，王猛，劉杰，顏玨

中日友好醫院 核醫學科，北京100029

0 前言

癲癇是一種以大腦神經元異常放電引起的短暫中樞神經系統功能失常為特征的慢性腦部疾病。大多數癲癇患者服用抗癲癇藥物（Antiepileptic Drugs，AEDs）后發作能被控制，但仍有25％的患者長期服用AEDs治療無效，稱為難治性癲癇[1]。對于AEDs治療無效的患者，外科手術能有效減低或徹底控制癲癇復發。在外科手術術前評估中，致癇灶的準確定位具有重要意義。腦電圖（Electroencephalogram，EEG）是患者術前評估的基本檢查，在致癇灶的定位中一直處于主導地位。由于頭皮EEG電極和致癇灶之間存在頭皮、顱骨等組織致使信號衰減，限制了其敏感性，而且頭皮EEG探測致癇灶的敏感性取決于放點的深度、強弱、方向和持續時間，對腦深部或某些不敏感部位的致癇灶診斷困難；顱內EEG檢查雖然可以提高檢出的敏感性，但卻是一種有創檢查方法。高分辨核磁共振（Magnetic Resonance Imaging，MRI）的出現使人們能在術前更好地識別患者解剖或病理上的異常，對MRI顯示有病灶的病人，手術成功率較高。MRI對海馬硬化具有較高的敏感性和特異性，但對局部皮質發育異常、局部萎縮等敏感性差，同時約有20％～30％的顳葉癲癇和20％～40％的顳葉外癲癇MRI結果為陰性[2]。MRI對繼發性癲癇可提供有關腦組織結構信息，但不能給出功能方面的信息，而癲癇病灶中功能組織的存在才是引發癲癇的真正原因。癲癇發作時，必然伴隨局部腦血流量、代謝等方面的改變，單光子計算機斷層顯像（Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT）可發現這些改變。但SPECT空間分辨率差，無法對致癇灶做出準確的解剖定位。發作期SPECT減影與MRI融合成像術（Subtraction Ictal Single-Photon Emission Computed Tomography Coregistered to MRI，SISCOM）作為一種新興的神經影像學方法，充分結合了SPECT功能顯像和MRI解剖定位的優勢，在致癇灶的定位中具有重要價值。

1 SISCOM成像方法及影響因素

O`Brien等在1998年首先提出發作期SPECT減影與MRI融合成像術。SISCOM技術處理過程主要包括：SPECT發作期與發作間期影像配準、密度歸一化、減影、SPECT減影圖像與MRI配準融合[3]。患者出現腦電圖異常或臨床癥狀時即刻靜脈注射示蹤劑，注射示蹤劑后1 h內采集圖像得到發作期影像；通過回顧視頻腦電圖（Video-EEG，VEEG），在癲癇停止發作至少24 h后靜脈注射示蹤劑得到發作間期影像[4]。

在臨床應用過程中，發作期注射時間和癲癇興奮性傳導是影響SISCOM定位準確性的重要因素[5]。發作期注射時間是指從患者出現腦電圖異常或臨床癥狀到示蹤劑完全注入靜脈內的時間。示蹤劑從靜脈到達大腦首次峰值攝取的時間約30 s，一般認為發作期注射時間控制在20 s內即可。通常認為癲癇發作后注射時間越早，發作期SPECT定位價值越高。若注射時間在癲癇發作后，由于癲癇興奮性傳導，引起腦部出現多發高灌注區，導致定位錯誤或無法定位[6]；若注射時間在癲癇發作前，發作起始致癇灶周圍組織處于抑制狀態，可能表現為灌注不增加甚至低于發作間期影像[7]。另外，不同示蹤劑的選擇可能會影響SPECT顯像的注射時間。腦灌注顯像常規選用99Tcm-HMPAO或99Tcm-ECD，由于99Tcm-HMPAO體外穩定性差，必須在患者處于癲癇發作期時進行快速配置，發現有癲癇發作后配制HMPAO可能會造成注射時間延遲[4]。而99Tcm-ECD是一種相對穩定的配體，可提前配置，可更快地完成發作期注射。Xavier Setoain等通過自動注射系統可明顯縮短平均注射時間，提高SPECT定位準確性[9]。Barba等通過戊四唑誘導癲癇發作，提高了發作期顯像的成功率，并具有較高的安全性[5]。SISCOM顯像高灌注的范圍也是影響定位準確性的因素之一，對不同的灌注類型應采用不同的閾值來提高致癇灶的檢出率[4]。

2 SISCOM在難治性癲癇術前定位中的價值

SPECT腦灌注顯像是常用的核醫學檢查技術之一，能提供腦功能改變的相關信息，可以無創探測到引起癲癇發作的腦區[10]。這種技術對難治性癲癇患者術前評估的臨床應用價值，已得到許多臨床專家的認可。SPECT影像在癲癇發作期呈高灌注，在發作間期呈低灌注。Newey等[4]根據Dupont[11]對癲癇灌注類型的分類進一步總結，把高灌注類型分為三型：Ⅰ型為高灌注區最大最濃（Z值最大）且在手術切除灶內；Ⅱ型為高灌注區呈雙葉狀，最亮的小葉在切除灶外，另一葉在切除灶內；Ⅲ型為在手術切除灶外多發高灌注區。通過與術后MRI相比，Ⅰ型在Z值為1.5時檢出率最高，準確定位率為92.7％；Ⅱ型在Z值為1.5時檢出率最高，準確定位率為100％；Ⅲ型在Z值為1時檢出率最高，檢出率僅3.8％。SISCOM在Z值為1.5時，對致癇灶的靈敏度（84.8％）和特異性（93.8％）總和最大。約20％的部分性癲癇術后結果較差，需進行二次手術，SISCOM局灶性高灌注區域與致癇灶的吻合率高達70％[12]。Perissinotti等[13]通過回顧性分析54例患者的臨床資料和視頻腦電圖，發現MRI定位準確率僅39％，而SISCOM定位準確率為67％。與顳葉癲癇相比，額葉癲癇手術治療后預后更差，可能與額葉癲癇同側及對側傳導迅速及額葉癲癇常常表現出大面積的靜息區域有關。MRI提示雙側額葉異常是癲癇手術治療的相對禁忌癥，準確定位額葉的癲癇灶顯得尤為重要。SISCOM可顯示雙側額葉功能區域，為進一步手術治療提供可能[14]。目前，顱內電極被認為是定位癲癇灶的金標準[11-13]，對于難以制定電極植入方案的病人，采用SISCOM指導電極植入成功率約為56％，與皮質腦電圖（ECoG）的一致率為82％；對其他術前檢查不能確定的患者，84％的患者手術結果良好（Engel I-II），對MRI陰性的患者有70％手術結果良好[15]。

在外科可治療的難治性癲癇中，皮質發育畸形（MCD）是引起難治性癲癇的常見疾病，與其他病理異常所致癲癇的外科手術相比，兒童或成人MCD的手術成功率更低[17-18]。外科治療失敗的主要原因是術前評估中致癇灶定位不準確導致病灶切除不徹底。SISCOM對MRI陰性的MCD患者檢出率為71％，對頭皮腦電圖無法定位的MCD患者檢出率為80％[19]。局灶性皮質發育不良（Focal Cortical Dysplasia，FCD）是MCD中最常見的類型，而MRI診斷FCD亞型困難，尤其是FCD I型。SISCOM可發現FCD輕微病灶，用SISCOM指導MRI讀片可發現更多的病灶亞型，兩種技術相結合對FCD的檢出率高達90％[20]。Wichert-Ana等回顧性分析17例多小腦回綜合征患者的術前評估結果，發現當SISCOM高灌注區位于切除灶內時，75％的患者發作完全控制；當高灌注區不在切除灶內時，100％的患者發作仍在繼續[21]。SISCOM對兒童結節性硬化癥也具有較高的敏感性，通常MRI或CT僅檢出多灶性結節，無法分辨出致癇灶，Aboian等[22]發現SISCOM高灌注區位于切除灶內時，患者發作得到完全控制，不完全切除者術后仍有發作。

3 SISCOM的發展現狀

SISCOM作為一種非侵入性多模態檢查技術，在難治性癲癇的術前評估中具有顯著意義，是預測術后效果的可靠方法。但在發作期和發作間期SPECT影像配準（S-S配準）及密度標準化過程中，圖像融合的配準程度直接影響致癇灶定位的準確性。另外，由于非同機掃描，SPECT減影圖像與MRI融合（S-M融合）也存在一定誤差。FocusDET作為一種新的SISCOM分析工具，在圖像配準和融合中表現了強大的精準性。Martí Fuster等[3]運用蒙特卡羅模擬評估FocusDET的精準性，在S-S配準中平均目標配準誤差（Target Registration Error，TRE）和平均病灶配準誤差（Lesion Registration Error，LRE）均＜1 mm，小于 SPECT像素尺寸（3.32 mm）；在S-M融合中平均TRE和LRE均＜ 2 mm。SISCOM整體配準誤差與S-M基本一致，各種重建算法下配準誤差平均值＜ 1.2 mm[23]。

統計參數圖（Statistical Parametric Mapping，SPM）是國際公認的腦功能分析方法，可以精確地與某個像素對應的解剖學位置配對，可根據Talairach圖譜統計有意義點的坐標和功能區域[24]。SISCOM灌注異常與否主要是依據灌注變化是否超過設定的閾值，并未考慮兩幅獨立圖像像素值的隨機誤差。Kazemi[25]等統計26名健康志愿者兩幅圖像像素值的隨機誤差，并應用SPM修正SISCOM數據，提高了SISCOM對顳葉癲癇亞型的檢出率。

SISCOM圖像與計算機輔助手術系統相結合，可準確地將致癇灶整合到外科手術野。在手術過程中，外科醫生使用導航棒指向手術區域就能觀察到計算機屏幕上導航棒尖端與SISCOM異常區域的距離，便于準確地植入顱內電極或進行病灶的完全切除[26]。

4 展望

SISCOM克服了傳統SPECT空間分辨率不足的缺點，提高了對難治性癲癇定位的靈敏度和特異性，同時也提供了一種有效的預測癲癇術后轉歸的方法。但由于SPECT時間分辨率差和難治性癲癇興奮的傳導，SISCOM對多灶性癲癇發作具有一定的局限性；由于SISCOM影像依賴于腦組織血流量的變化，在顳葉復雜局部性癲癇發作期，由于額葉皮質的抑制作用，額葉可出現低灌注現象，對SISCOM的定位造成干擾。SISCOM與臨床癥狀學、神經生理學及其他放射影像學等術前評估手段相結合，對致癇灶的定位能提供更準確的信息。在國內，受發作期藥物注射的及時性以及放射性藥物的儲備時間等因素影響，使SISCOM在國內推廣困難，但隨著人們對癲癇和SISCOM的認識、各科室間協同工作的增加，該技術的應用將會越來越廣泛。

[1]Kelly KM,Chung SS．Surgical treatment for refractory epilepsy：review of patient evaluation and surgical options[J]．Epilepsy Res Treat,2011,2011：303624．

[2]Li W,W ait SD,Ogg RJ,et al．Functional magnetic resonance im aging of the visual cortex perform ed in children under sedation to assist in presurgical planning[J]．J Neurosurgery Pediatr,2013,11（5）：543-546．

[3]Martí Fuster B,Esteban O,Planes X,et al．FocusDET,a new toolbox for SISCOM analysis．Evaluation of the registration accuracy using monte carlo simulation[J]．Neuroinformatics,2013, 11（1）：77-89．

[4]Newey CR,W ong C,W ang ZI,et al．Optimizing SPECT SISCOM analysis to localize seizure onset zone by using varying z scores[J]．Epilepsia,2013,54（5）：793-800．

[5]Barba C,Barbati G,Di Giuda D,et al．Diagnostic yield and predictive value of provoked ictal SPECT in drug-resistant epilepsies[J]．J Neurol,2012,259（8）：1613-1622．

[6]Van Paesschen W,Dupont P,Sunaert S,et al．The use of SPECT and PET in routine clinical practice in epilepsy[J]．Curt Opin Neural, 2007,20（2）：194-202．

[7]Dupont P,Zaknun JJ,Maes A,et al．Dynam ic perfusion patterns in tem poral lobe epilepsy[J]．Euro J Nucl Med Mol Imaging, 2009,36（5）：823-830．

[8]Jayalakshm i S,Sudhakar P,Panigrahi M．Role of single photon em ission computed tomography in epilepsy[J]．Int J Mol Imaging, 201l,2011：803920．

[9]Setoain X,Pavía J,Serés E,et al．Validation of an automatic dose injection system for ictal SPECT in epilepsy[J]．J Nucl Med, 2012,53（2）：324-329．

[10]周坤,孟祥溪,謝肇恒,等．一種新型的小動物四模態分子醫學影像系統[J]．中國醫療設備,2015,30（2）：7-10．

[11]Dupont P,Van Paesschen W,Palm ini A,et al．Ictal perfusion patterns associated w ith single MR I-visible focal dysplastic lesions：im plications for the noninvasive delineation of the epileptogenic zone[J]．Epilepsia,2006,47（9）：1550-1557．

[12]W etjen NM,Cascino GD,Fessler AJ,et al．Subtraction ictal single-photon emission computed tomography coregistered to magnetic resonance imaging in evaluating the need for repeated epilepsy surgery[J]．J Neurosurg,2006,105（1）：71-76．

[13]Perissinotti A,Setoain X,Aparicio J,et al．Clinical Role of Subtraction Ictal SPECT Coregistered to MR Imaging and（18）F-FDG PET in Pediatric Epilepsy[J]．J Nucl Med,2014,55（7）：1099-1105．

[14]Goyal M,Thompson M,Reddy A,et al．Epilepsy surgery in bifrontal injury from prior craniopharyngioma resections[J]．Epilepsy Behav Case Rep,2013,2：4-7．

[15]Beleza P,Pinho J．Frontal lobe epilepsy[J]．J Clin Neurosci, 2011,18（5）：593-600．

[16]von Oertzen TJ,M ormann F,U rbach H,et al．Prospective use of subtraction ictal SPECT coregistered to MR I（SISCOM）in presurgical evaluation of epilepsy[J]．Epilepsia,2011,52（12）：2239-2248．

[17]Policchi JM,Jayakar P,Dean P,et al．Predictors of outcome in pediatric epilepsy surgery[J]．Neurology,2000,54（3）：642-647．[18]Chassoux F,Devaux B,Landre E,et al．Stereoelectroencephalography in focal cortical dysplasia：a 3D approach to delineating the dysplastic cortex[J]．Brain,2000,123（Pt 8）：1733-1751．

[19]O’Brien TJ,So EL,Cascino GD,et al．Subtraction SPECT coregistered to MRI in focal malformations of cortical development：localization of the epileptogenic zone in epilepsy surgery candidates[J]．Epilepsia,2004,45（4）：367-376．

[20]Kimura Y,Sato N,ho K,et al．SISCOM technique w ith avariable Z score improves detectability of focal cortical dysplasia：a comparative study w ith MR I[J]．Ann Nuclear Med,2012,26（5）：397-404．

[21]W ichert-Ana L,de Azevedo-Marques PM,O liveira LF,et al．Ictal technetium-99 m ethyl cysteinate dimer single-photon em ission tomographic findings in epileptic patients w ith polym icrogyria syndromes：a subtraction of ictal-interictal SPECT coregistered to MRI study[J]．Euro J Nuclear Med Mol Imaging．2008,35（6）：1159-1170．

[22]Aboian MS,W ong-Kisiel LC,Rank M,et al．SISCOM in children w ith tuberous sclerosis complex-related epilepsy[J]．Pediatric Neurul,2011,45（2）：83-88．

[23]M atsuda H,M atsuda K,Nakamura F,et al．Contribution of subtraction ictal SPECT coregistered to MR I to epilepsy surgery：a multicenter study[J]．Ann Nucl Med,2009,23（3）：283-291．

[24]M asuda,H,Shariff,E．M,Tohyama,J,et al．Clinical patterns and pathophysiology of hypermotor seizures：An ictal SPECT study[J]．Epileptic Disord,2012,14（1）：32-40．

[25]Kazem i NJ,W orrell GA,Stead SM,et al．Ictal SPECT statistical parametric mapping in temporal lobe epilepsy surgery[J]．Neurology, 2010,14（1）：32-40．

[26]Simon D,Shorvon,Emilio Perucca,David R．Fish,et al．The Treatment of Epilepsy[M]．Blackwell Publishing Ltd,2005：584-585．

JIN Chao-ling, WANG Meng, LIU Jie, YAN Jue
Department of Nuclear Medicine, China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029, China

發作期單光子計算機斷層減影與核磁共振融合成像術（SISCOM成像術）是一種新興的神經影像學檢查方法。SISCOM成像術作為一種多模態檢查，結合了結構影像學和功能影像學的優勢，在難治性癲癇致癇灶定位中表現出重要價值。本文主要對SISCOM在難治性癲癇致癇灶定位中的影響因素和臨床價值做一綜述。

發作期單光子計算機斷層減影與核磁共振融合成像術；難治性癲癇；致癇灶

Subtraction ictal single-photon em ission computed tomography coregistered to MRI（SISCOM）is a recently developed neuro-imaging method. As a multi-model imaging, SISCOM plays an important role in locating the epileptogenic focus of intractable epilepsy, which combines the advantages of anatom ical imaging and functional imaging. This review focuses on the clinical effectiveness and influence factors in locating the epileptogenic focus.

SISCOM；intractable epilepsy；epileptogenic focus

R742.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.018

1674-1633（2015）11-0059-03

2015-04-05

2015-05-04

顏玨，主任醫師。

通訊作者郵箱：yanjue3@163．com