2023脑磁图在癫痫手术前定位的重要意义.docx

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1、2023脑磁图在癫痫手术前定位的重要意义药物难治性癫痫中30%至少用2-3种抗癫痫发作药物(Antiseizuremedications,ASMs)仍有发作，其中约30%磁共振成像(Megneticresonensimaging,MR1)无异常或为无意义异常，这些病例常需癫痫外科术前讨论。确定癫痫源区(Epi1etogensiszone,EZ)和发作起始区(Seizureonsetzone,SOZ)为定位至关重要的目的。颅内电极记录主要是立体脑电图(Stereoencepha1ography,SEEG)为定位的金标准，缺点是有创性及空间分辨力低，因电极数少且覆盖区有限。脑电图(E1ectroe

2、ncepha1ography,EEG)受到颅骨、头皮的影响使电位衰减及分布范围变形。影像学如MR1、正电子断层扫描;Sing1e-photonemissioncomputedtomographyzSPECT),脑电图-功能磁均辰成像(EEG-fMRI)记录时间短，无法区分发作起始与扩展，难以确定EZe脑磁图(Magnetoencepha1ographyzMEG)有较高的时间和空间分辨力，脑磁信号不受头皮和颅骨的影响，可用于确定EZ和SOZ的部位。并可指导精准的放置颅内电极。MEG诞生于70年代J982年开始用于癫痫病，早期为1通道，80年中期扩展为多通道，目前已达200-300通道。MEG用于

3、临床后很快与MRI融合为磁源成像(Magneticsourceimaging,MSI)成为癫痫外科术前定位的重要方法。2005年以后欧洲已广泛用于癫痫术前定位及确定脑功能分布范围。美国临床脑磁图学会(AmericanSocietyofc1inica1magnetoencepha1ographyfACMEGS)2011年发布临床应用指南。对MEG室的设备、装置以及滤波参数，患者状态，监测时间及判断方法均有详细说明。但MEG记录时间较短，不如颅内电极可长时间记录，且价格昂贵，尚难普及。01脑磁图1.1 基本原理在头颅外可测到的磁场及电位差，均为突触后电位，而非动作电位。在接近皮质表面的柱状树突产生

4、叠加信号。根据BiOt-Bavat法则磁场强度与电源的距离成反比。测量头颅外磁场可以推断神经活动的基本信息，包括信息来源的部位。因纯辐射位电源信号不产生可检测的磁场，所以MEG仅能发现与颅骨表面呈切线位的磁场。DavidCohen1968年首先描述头皮外磁场。1个锥体细胞到达脑磁仪传感器的距离为4cm,磁场强度为0.002f,弓虽度过低不能检测到。多个电流源非常靠近在mm3级内且方向一致时可产生一个等值的电流偶极子,多于5万个神经元同时活动产生约IoofT磁场才可在头皮检测到。1.2 记录方法在磁屏蔽室内，感应线圈浸入于接近绝对零度的液氨中。可以检测到非常小的（IoA-12T）磁场。在全头分布

5、200-300个感应线圈。MEG和EEG从不同角度记录大脑活动。MEG记录的棘波更尖，但无EEG棘波尖波的不对称现象，即上升支斜率小于下降枝斜率。MEG棘波的波峰与EEG棘波的上升支对应。MEG的时间分辨力为ms级,空间分辨为mm级,并可提供全脑的信息。13分析方法13.1 偶极子由等量但分离的电荷组成其周围有很多不同的等电位线/等电磁线构成的电（磁）场。常用等质球体模型反演算法说明偶极子（Dipo1e）定位的准确性。3-4层的球体模型代表脑、脑脊液、颅骨和头皮，最理想的是用MRI构筑的真实人的三维模型，从模型表面检测到的信号计算偶极子在模型中的位置。MEG应用等电流偶极子（Equiva1en

6、tcurentdipo1e,ECD）,估计颅外电场在颅内的起源，电流源的部位及方向。一个ECD在理论上是一个皮质区产生的单一电场。MEG发现ECD的几率为70%。13.2 偶极子簇多个偶极子紧密在一起且方向一致叫偶极子簇（C1usterofdipoIeX簇内偶极子数尚无统一标准至少在5个以上Anand认为应在14个或以上，或者17个。在棘波上升支及多个时间点观察发作间期癫痫性发放（Intericta1epi1epticdischargezIED）的扩展z产生一个偶极子簇，应观察偶极子簇的部位及方向。簇内6个偶极子，相互距离1cm外科切除预后好，6个散在或相距1cm预后差。1.3.3 磁源成像临

7、床广泛应用的为单个ECD或偶极子簇融合于MRI制成三维分布图称为MSI有助于癫痫灶的定位。电磁源成像（E1ectromagneticsourceimagingzEMSI)亦可用于定位。1.3.4 大脑皮质功能定位MEG带通宽空间分辨力高，可以做皮质功能定位。如躯体感觉诱发电位的磁场定位躯体感觉皮质，运动诱发电位的磁场定位运动皮质，视、听诱发电位的磁场确定视、听皮质以及不同语言刺激的语言皮质定位。1.3.5 脑磁图的敏感性MEG的敏感性与去极化皮质的范围、皮质与皮质之间的扩布、偶极子的深度及方向有关，不受颅骨等介质的影响。在与卢页内电极同时记录时，大脑凸面激活区3-4cm2,前额叶6-8cm2M

8、EG即可记录到棘波。而EEG分别需IOCm2及20-30cm2o表明MEG的敏感性优于EEG。但MEG不能发现纯粹的辐射位电源。MEG发现棘波及有意义的ECD的敏感性为70%-80%oMEG将小尖棘波Sma11sharpspikezSSSI门状棘波wicketspike),轻睡中6Hz和14Hz正相棘波、节律性中颗6Hz幻影棘慢复合波均显示为棘波偶极子，在这方面不如EEG,需要结合同步脑电图信息判断。同时记录EEG及MEG两者棘波的形态不同，表现在持续时间及尖样化spiking方面反映容积电流通过不同传导性组织产生不同的变化。在MEG的基础上重新阅读MRI可以发现以前未发现的MR1异常，可达首

9、次阅读无异常的50%。1.3.6 脑磁图的精准性不因大脑皮质和传感器之间的介质传导性不同而衰减或分布变形；易于密度采样，利用ECD或多偶极子时空模型对复杂癫痫灶进行定位。如以切除后无发作为标准，MEG溯源定位可精准到12mm范围，与颅内电极同时记录可以证明MEG的精准性。1.4脑磁图的新分析方法近20年来为了提高MEG的敏感性和临床价值，发展了很多新算法。1.4.1 量子传感器或光学泵磁力计量子传感器(Guantumsensors)或光学泵磁力计(OPtiCa1pumpedmagnetometers)不需超导技术，通过偏振锄(Rubidium)原子蒸汽传送激光。可直接戴在头上(距头皮6cm),

10、患者可以在磁屏障室内自由活动。磁场强度比现有MEG大4倍。1.4.2 波束成形波束成形(Beamformer)用空间滤波器(Spatia1fi1ter)扫描整个大脑,可确认被其他脑区抑制的具有最大信号的脑区，有效的评价一个电流源的时间序列及能量分布。可以发现癫痫性活动并提高精确性。最常用的非线性程序为合成孔径磁场定位法(Synthetic叩erturemagnetometry,SAM)和脑磁图峰度波束成形KurtosisdeamformingofMEG,SAM(gz)o可以发现不常见的事件如棘波，忽略频繁出现的事件，也可发现SEEG和MEG难以发现的正D。国际上已用于大多数ECD溯源定位中。1

11、.4.3 多信号分类多信号分类(Mu1tip1esigna1c1assification,MUSIC)分析起源复杂的多个偶极子。1.4.4 最小正常化估计偏向于分析非常靠近传感器的表面电流。对最小正常化估计(Minimumnormestimate,MNE)的后处理为标准化低分辨脑电磁图(Stander1ized1owreso1utionbraine1ectromagnetictomography,S1ORETA),可以纠正偏差，并将MEG资料转变为功能影像图，计算电流密度向量场，减少错误。Tenney等研究32例儿童癫痫,用ICEEG确定SOZz切除后发作消失。比较不同算法的精准性：ECD73

12、.5%.MUSIC73.7%xMNE75%xS1ORETA83%o1.4.5 其他电流密度模型(Currentdensitymode1)计算皮质内大量小电流偶极子的位置，其强度为时间的函数；分布式源成像(Distributedsourcemode1)将大脑分为若干小区，计算每一小区内电荷数，可更好的测定磁场并改善溯源模型的精确性；线性约束最小方差(1inear1yconstrainedminimumvariace,1CMV)波束成形，类似于单偶极子分析；磁力计收集线圈(Magnetometerpick-upcoi1s)对深部源敏感；独立成分分析(Independentcomponentana1

13、ysis,ICA)可区分不同网络不同脑区的信号，可以发现海马、杏仁核信号以及丘脑信号，并分析其时间顺序。1.4.6 MEG/MSI与其他影像学形成多模式神经导航分布图可直接用于立体定向神经导航。02脑磁图与脑电图MEG和EEG信号均来自突触后电位引起的静息膜电位波动。对于头皮脑电图，为突触后电位波动导致电流在细胞内外流动，扩布至头皮，颅骨的传导性M他组织小80倍，可使电位衰减和分布扭曲。而MEG将磁力计垂直置于头皮外3-4cm处，测定源于细胞内外电流的磁场，不受颅骨的影响。MEG对切线方向电流敏感约4cm2皮质的同步化活动即可被MEG发现。EEG需NIoCm2,且受颅骨的影响。MEG和EEG均

14、可记录棘波，但两者的溯源模型在方向、部位、时间过程及可信容积（Confidencevo1ume）均不相同。两者在部位上相差数mm甚至数cm,多个棘波在MEG可成簇，其可信容积小于EEGeMEG与EEG均记录到棘波可以增加溯源定位的精确性,MEG棘波源在EEG之前表明EEG为扩散的结果,反之亦然。MEG比EEG空间分辨力高数毫米，时间分辨力高，可小于毫秒级。2.1 脑磁图和脑电图Pataraia等通过对82例药物难治性癫痫患者进行研究发现，MEG可正确定位EZ并与切除部位重叠为47例（57.3%）,部分重叠12例（14.6%）,无意义6例（73%1头皮VEEG分别为28例（34.1%）,30例（

15、36.6%）及24例（29.3%MEG正确定位率为72.3%,头皮VEEG为40%在VEEG不能定位中58.8%MEG可正确定位。两者一致率为32.3%oIWaSaki等在43例限局性癫痫患者中发现,30例MEG及EEG均有棘波，分为两组：EEG多于（70%）MEG及MEG多于（70%）EEG0仅EEG有棘波为16.0%,仅MEG有棘波为34.5%（P=0.062两者定位相似，术后无发作比例亦无差异。Co1on等发现37例癫痫32%MEG有发作间期癫痫性发放（IEDs敏感性71%剥夺睡眠EEG为26%敏感性62%Duez等研究22例癫痫患者发现,MEG结合EEG9例有IEDs及慢波。随访1年,

16、3例MEG和EEG均异常仅EEG异常1例仅MEG异常5例。MEG可增加18%的敏感性。SagaWa等（2023）2828例儿童难治性癫痫68%MEG与发作时EEG一致。MEG与EEG在定位方面相似，为有用的附加检测技术。P1umer等对13例癫痫患者采用高密度EEG（HDEEG）及MEG做术前定位。术前记录到1474个IEDs:626个（42%）仅见于HDEEG,230个（16%）仅见于MEG,616个（42%）可见于两者。在616次中HDEEG早于MEG者116次（19%）（中位值11-28ms）,339次（55%）MEG早于HDEEG（中位值15-44ms）,169次（28%）两者同时出现。切除手术后发作频率均有下降：发作减少98%-100%9例，减少88%-99%2例，减少69%-60%2例。2.2 脑磁图与颅内电极