魏強(qiáng),程潔,田叢娜,邊艷珠*,楊雙臣,楊鑫,宋國(guó)慶,周汝明,邱剛
外科手術(shù)切除致癇灶是治療或緩解致癇性局灶性腦皮質(zhì)發(fā)育不良(FCD)所致癲癇最有效的治療方法[1-3]。術(shù)前精確定位致癇灶與選擇手術(shù)方案及預(yù)測(cè)術(shù)后療效密切相關(guān)[2]。臨床常用的術(shù)前無(wú)創(chuàng)定位致癇灶的方法有腦電圖(EEG)、磁共振成像(MRI)及18F-脫氧葡萄糖(FDG)正電子發(fā)射斷層掃描(PET)腦顯像等[4]。常規(guī)18F-FDG PET腦顯像診斷致癇灶多采用視覺(jué)分析法,其診斷主觀性強(qiáng),準(zhǔn)確性受醫(yī)生觀察結(jié)果影響[5]。Cortex ID分析法作為一種基于三維立體表面投影(3D-SSP)分析方法的PET腦代謝功能分析軟件,可用于18F-FDG PET腦顯像的圖像數(shù)據(jù)分析[6]。本研究以術(shù)后病理檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn),回顧性分析34例FCD所致癲癇患者術(shù)前18F-FDG PET腦顯像圖像,分別采用視覺(jué)分析法和Cortex ID分析法進(jìn)行FCD致癇灶定位,并將定位結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)證實(shí)的41處FCD致癇灶進(jìn)行對(duì)照,探討Cortex ID分析法用于FCD致癇灶定位診斷的應(yīng)用價(jià)值。
1.1 臨床資料 回顧性分析2013年2月—2017年6月就診于河北省人民醫(yī)院并最終經(jīng)術(shù)后病理檢查證實(shí)為FCD所致癲癇患者34例。其中男21例、女13例;年齡6~40歲,平均年齡(23.0±7.9)歲;病程1~21年,平均病程(9.8±6.1)年?;颊卟∈芳皺z測(cè)結(jié)果資料完整,檢查前結(jié)合既往史、臨床檢查和影像學(xué)診斷均已排除精神類(lèi)疾病、腦血管疾病、癡呆及其他顱腦病變。
1.2 金標(biāo)準(zhǔn) 本研究以病理檢查結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)。病理分型采用2011年國(guó)際抗癲癇聯(lián)合會(huì)確定的FCD分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)[7]。將FCD分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3型,共Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅱa、Ⅱb、Ⅲa、Ⅲb、Ⅲc、Ⅲd 9個(gè)亞型。
1.318F-FDG PET腦顯像檢查方法 患者術(shù)前均停服抗癲癇藥物48 h以上后于癲癇發(fā)作間期行18F-FDG PET腦顯像。18F-FDG由江蘇江原安迪科公司制備并提供,放化純度≥95%。患者均空腹6 h以上,靜脈注射18F-FDG 3.7 MBq/kg后靜臥休息,40 min后行顱腦PET掃描(GE Discorvery Elite PET/CT成像系統(tǒng))。首先進(jìn)行CT掃描進(jìn)行衰減校正,球管電壓120 kV,球管電流9 mA。然后行三維腦PET采集,采用固定采集計(jì)數(shù)法行PET腦顯像,總采集2×108有效放射性計(jì)數(shù)。采用有序子集最大期望值法(OSEM)進(jìn)行圖像重建,于AW 4.5處理工作站(GE公司)中顯示腦部橫斷面、冠狀面及矢狀面圖像,采用視覺(jué)分析法和CortexID分析法診斷致癇灶。
1.4 圖像分析
1.4.1 視覺(jué)分析法 采用雙盲法由2名核醫(yī)學(xué)主治醫(yī)師應(yīng)用視覺(jué)分析法判讀患者18F-FDG PET腦顯像圖,以連續(xù)2個(gè)以上斷層圖像中觀察到局灶性腦皮質(zhì)異常放射性稀疏診斷為陽(yáng)性[5],當(dāng)2位醫(yī)師診斷意見(jiàn)不一致時(shí)需會(huì)診協(xié)商。當(dāng)無(wú)法觀察到確定致癇灶或經(jīng)會(huì)診協(xié)商仍無(wú)結(jié)果時(shí)定位結(jié)果診斷為致癇灶陰性。
1.4.2 Cortex ID分析法 AW 4.5處理工作站自帶Cortex ID腦代謝功能分析軟件使用華盛頓大學(xué)MINOSHIMA等[6]研發(fā)的3D-SSP方法對(duì)18F-FDG PET腦顯像圖進(jìn)行分析。其內(nèi)容涉及:使用矯正和轉(zhuǎn)換技術(shù)的組合自動(dòng)匹配標(biāo)準(zhǔn)化大腦,將一系列預(yù)定義的表面像素提取到腦皮質(zhì)各區(qū)的峰代謝活度,使用Z值法比較受檢者標(biāo)準(zhǔn)化的腦皮質(zhì)峰代謝活度與軟件自帶正常組數(shù)據(jù)庫(kù)的健康對(duì)照組腦皮質(zhì)峰代謝活度,以8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)角度顯示低代謝Z值圖[8-10](見(jiàn)圖1)。以上過(guò)程均由Cortex ID自動(dòng)處理完成并進(jìn)行顯示,以Z值圖所示局灶性代謝減低區(qū)經(jīng)左右兩側(cè)腦皮質(zhì)代謝對(duì)比診斷為致癇灶。如無(wú)顯著代謝減低區(qū)或代謝減低區(qū)范圍較分散則診斷為致癇灶陰性。
1.4.3 手術(shù)及病理檢查 患者術(shù)前均行神經(jīng)心理評(píng)估、長(zhǎng)程視頻腦電圖檢測(cè)、MRI及PET-CT檢查綜合評(píng)估,上述檢查方法中至少有2種及2種以上致癇灶診斷一致方可考慮手術(shù)治療。部分患者術(shù)中還需結(jié)合皮質(zhì)腦電監(jiān)測(cè)確定致癇灶范圍并予以切除。術(shù)后所有患者行視頻腦電圖檢測(cè),異常波發(fā)放明顯減少或消失,術(shù)后隨訪6~18個(gè)月,均無(wú)再次癲癇發(fā)作或發(fā)作明顯減少方可依據(jù)術(shù)后病理檢查結(jié)果診斷為FCD致癇灶。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料以(±s)表示;計(jì)數(shù)資料的比較采用χ2檢驗(yàn);比較兩種分析法診斷FCD致癇灶的一致性。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 金標(biāo)準(zhǔn)檢查結(jié)果 經(jīng)金標(biāo)準(zhǔn)證實(shí)34例FCD所致癲癇患者共有41處致癇灶(其中5處致癇灶由18F-FDG PET腦顯像之外其他檢查方法檢出)。致癇灶位于額葉9處、頂葉2處、枕葉1處、顳葉26處,顳頂枕交界區(qū)3處。41處致癇灶部位及術(shù)后病理檢查結(jié)果見(jiàn)表1。
2.2 視覺(jué)分析法與Cortex ID分析法診斷結(jié)果 視覺(jué)分析法檢出29個(gè)FCD致癇灶,檢出率為70.7%;Cortex ID分析法檢出34個(gè)FCD致癇灶,檢出率為82.9%;兩種方法FCD致癇灶檢出率比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.191,P=0.295)。兩種方法診斷FCD致癇灶具有一致性(Kappa=0.396,P=0.007,見(jiàn)表2)。
2.3 典型病例介紹 1例18歲男性癲癇患者,于出生后6 d開(kāi)始無(wú)明顯誘因出現(xiàn)癲癇癥狀,間斷發(fā)作至今,藥物抗癲癇治療效果不明顯,腦MRI顯像陰性。對(duì)該患者行18F-FDG PET腦顯像并經(jīng)Cortex ID分析法所得圖像見(jiàn)圖1~3。
表1 41個(gè)FCD致癇灶部位及病理類(lèi)型(病灶數(shù))Table 1 Locations and pathological types of 41 FCD-induced epileptic foci
表2 視覺(jué)分析法及Cortex ID分析法對(duì)41個(gè)FCD致癇灶的診斷結(jié)果對(duì)比(病灶數(shù))Table 2 Comparative study of the accuracies of 18F-FDG PET with visual analysis and Cortex ID analysis in the detection of 41 FCD-induced epileptic foci
圖1 1例FCD癲癇患者Cortex ID分析法顯像圖Figure 1 Cortex ID analysis of 18F-FDG PET brain images of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD
FCD最早于1971年由TAYLOR等[11]描述并命名,F(xiàn)CD與癲癇的發(fā)病密切相關(guān),F(xiàn)CD致癇灶在癲癇發(fā)作間期多表現(xiàn)為不同程度的異常低葡萄糖代謝,因此可通過(guò)腦18F-FDG PET/CT顯像來(lái)進(jìn)行定位[12-13]。以往研究證實(shí)18F-FDG PET腦顯像作為一種無(wú)創(chuàng)性術(shù)前定位致癇灶方法,對(duì)于腦MRI檢查陰性癲癇患者價(jià)值更大[14-15]。WILLMANN等[16]進(jìn)行的一項(xiàng)meta分析顯示,PET腦顯像致癇灶低代謝有86%的良好預(yù)后預(yù)測(cè)值,腦常規(guī)MRI檢查的預(yù)測(cè)值為80%,EEG的預(yù)測(cè)值為72%。采用視覺(jué)分析法進(jìn)行PET腦顯像致癇灶定位具有主觀性的不足,對(duì)較小面積致癇灶或較低級(jí)別FCD致癇灶的檢出和定位診斷較為困難、可重復(fù)性差[12]。一些標(biāo)準(zhǔn)化的PET統(tǒng)計(jì)分析方法如采用統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖評(píng)估PET腦顯像圖用以查找致癇灶已被應(yīng)用于臨床,研究顯示其具有較高客觀性和可重復(fù)性[17-19]。本研究采用基于3D-SSP的Cortex ID分析方法對(duì)PET腦顯像圖進(jìn)行自動(dòng)化分析處理,其3D處理方式與單純Cortex ID分析方法相比較彌補(bǔ)了受檢者之間腦皮質(zhì)厚度和腦回深度的個(gè)體差異性[20],顯著增加了核醫(yī)學(xué)醫(yī)師對(duì)PET腦顯像圖的診斷準(zhǔn)確性。LEHMAN等[21]報(bào)道3D-SSP可將低年資閱片者和專(zhuān)家閱片者對(duì)阿爾茨海默病的診斷特異度從26%、56%分別提高至63%、86%。Cortex ID軟件還內(nèi)置了健康對(duì)照組的PET腦顯像圖數(shù)據(jù)用以統(tǒng)計(jì)分析,彌補(bǔ)了3D-SSP需自行建立對(duì)照組數(shù)據(jù)庫(kù)的不足,有利于在多中心研究中進(jìn)行推廣使用。本研究中34例患者41處FCD致癇灶分別采用視覺(jué)分析法和Cortex ID分析法進(jìn)行診斷,兩種方法陽(yáng)性檢出率無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.295)。利用Kappa系數(shù)檢驗(yàn)比較兩種分析方法診斷FCD致癇灶一致性(Kappa≥0.8表明兩者幾乎完全一致;0.8>Kappa≥0.6兩者高度一致;0.6>Kappa≥0.4兩者中度一致性;0.4>Kappa≥0.2兩者一致性一般;Kappa<0.2兩者一致性較差),發(fā)現(xiàn)兩者一致性一般(Kappa=0.396,P=0.007)。
圖2 FCD癲癇患者PET腦顯像圖、MRI顯像圖及Cortex ID分析法顯像圖Figure 2 Images of 18F-FDG PET,MRI and 18F-FDG PET with Cortex ID analysis of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD
圖3 FCD癲癇患者術(shù)后病理檢查結(jié)果Figure 3 Pathological results of an 18-year-old male patient with epilepsy caused by FCD
本研究還發(fā)現(xiàn)5個(gè)視覺(jué)分析法和Cortex ID分析法均未能檢出的FCD致癇灶術(shù)后病理檢查結(jié)果均為FCD I型病灶,其最終均通過(guò)視頻腦電或顱內(nèi)電極植入的方法檢出,常規(guī)MRI亦不能對(duì)其進(jìn)行術(shù)前診斷。表明對(duì)于I型FCD致癇灶現(xiàn)有影像學(xué)檢查手段仍存在局限性,這可能因?yàn)镮型FCD病灶病理變化差異度較小,解剖及功能代謝顯像圖像差異均不顯著而不易檢出。對(duì)于此類(lèi)致癇灶,有創(chuàng)的顱內(nèi)電極植入仍是最有效的檢查方法。此外本研究中Cortex ID軟件自帶的健康對(duì)照組數(shù)據(jù)庫(kù)受試者年齡分布為42~89歲,與研究所納入的34例6~40歲受檢者年齡存在較大差異,而正常人群腦皮質(zhì)代謝水平是隨著年齡增長(zhǎng)逐漸下降的[22],因此難以避免分析結(jié)果有所偏差,如果Cortex ID軟件能補(bǔ)充數(shù)據(jù),建立與各階段年齡匹配的健康對(duì)照組的數(shù)據(jù)庫(kù),或能進(jìn)一步提高最終診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。但值得注意的是FCD所致癲癇多于青少年或兒童人群發(fā)病,而建立兒童或青少年健康志愿者數(shù)據(jù)庫(kù)又是不符合醫(yī)學(xué)研究倫理的,本研究發(fā)現(xiàn)FCD致癇灶在18F-FDG PET腦顯像圖上表現(xiàn)為局灶性腦皮質(zhì)代謝減低,因此使用年長(zhǎng)者健康對(duì)照組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行致癇灶定位診斷仍能獲得較好診斷結(jié)果,并不會(huì)對(duì)整體診斷特異度和靈敏度造成較大影響,可以將Cortex ID分析法用于FCD致癇灶的術(shù)前定位應(yīng)用。
總之,致癇性局灶性FCD患者18F-FDG PET腦顯像采用視覺(jué)分析法和Cortex ID分析法均具有較高診斷準(zhǔn)確性,Cortex ID分析法重復(fù)性好,主觀影響因素少,能夠?qū)υ\斷結(jié)果進(jìn)行三維綜合顯示并在立體定位坐標(biāo)系中對(duì)致癇灶進(jìn)行精準(zhǔn)定位。
作者貢獻(xiàn):魏強(qiáng)撰寫(xiě)論文;田叢娜、周汝明進(jìn)行研究的設(shè)計(jì)、實(shí)施;楊雙臣、楊鑫、宋國(guó)慶進(jìn)行數(shù)據(jù)收集;程潔、邱剛進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理;邊艷珠對(duì)文章整體負(fù)責(zé),監(jiān)督管理。
本文無(wú)利益沖突。