引用本文: 吳遜, 陳佳. 癲癇內科醫生在癲癇術前評估中應具備的條件和應起的作用. 癲癇雜志, 2021, 7(1): 39-43. doi: 10.7507/2096-0247.20210006 復制
癲癇是中樞神經系統最常見的疾病之一,具有不同于其他疾病的特殊性。對其發生機制尚不完全了解,從新生兒至高齡老人均可患病,影響身心健康,使生活質量下降,猝死率高[1]。更為獨特的是患者間沒有完全一樣的發作,且癥狀涉及大腦全部功能,甚至出現難以理解的癥狀如“靈魂出竅”,出竅的靈魂具有感知能力,再如“異已手”現象,發作時身體的一部分“不是自己的”且受外力支配。以致于從上世紀 70 年代開始雖經反復修訂,對發作的分類至今仍有爭議[2, 3]。困難之處在于某一發作性癥狀可以起源于不同的腦區,而一個腦區可有多種癥狀[4]。癲癇是網絡疾病,我們對大腦正常網絡尚不完全了解,對癲癇網絡更知之甚少。可能癲癇是大腦網絡正常功能的歪曲和夸大[5]。
據報道,5%~10% 藥物難治性癲癇患者需外科治療[1],據此估算我國可能有 20~30 萬患者需要外科治療。外科治療的目的是:① 發作消失;② 提高生活質量,至少不降低生活質量;③ 減少癲癇性猝死。近 20 年來功能神經外科在國內迅速發展,以外科方法治療癲癇日益增多,也逐漸認識到術前多學科評估的重要性。在此過程中也有一些不盡如人意之處,主要是術前未進行認真評估,甚至出現給兒童良性癲癇做切除性手術以及先后做雙側顳葉切除的極端現象。
目前癲癇外科治療的適應證仍為藥物難治性發作[6]。雖然近年有人提出如果就診之初即判斷為藥物難治性癲癇,可以早期手術治療,如影像學證實的海馬硬化、局限性皮質發育障礙(FCD)、結節性硬化等[7],但尚未見不用藥物治療即外科治療的報道。部分患者雖然藥物治療失敗但不適于外科治療,如影像學無異常的 Dravet 綜合征、Lennox Gastaut 綜合征、嬰兒痙攣,以及兒童先天性代謝異常和與神經遞質通路相關的基因突變(如 SCN1A 突變)導致的癲癇發作[1]。
參與術前評估的癲癇內科醫師僅正確診斷癲癇,正確分型、合理用藥,是完全不夠的。還應可以正確選擇適合外科治療的患者,對癲癇源區做出定側定位,估計切除范圍與功能皮質的關系,設計顱內電極放置計劃,做何種外科治療(切除、損毀、離斷或調控),以及估計可能的預后[7, 8]。
首先應確定雖然是藥物難治性癲癇,能否實施外科治療。除上述不適于外科治療的情況外,如總智商低于 50,合并嚴重精神癥狀,其他臟器有明顯功能異常如長 Q-T 綜合征等不適于切除性手術,可以考慮神經調控治療[1]。據報道參加術前評估的患者 20%~30% 不適于外科手術治療,VNS 可適用于所有癲癇類型,但其療效尚無定論[1]。評估時應考慮預后,如灰質異位與正常皮質間異常網絡復雜[9],結節性硬化多數結節中僅有個別結節與癲癇源相關,雙側顳葉癲癇和顳葉附加癲癇定側定位困難,多灶性癲癇[9]及腦炎后癲癇[1]有廣泛性功能障礙。這些在決定手術前應慎重并應做更為嚴謹的癲癇灶和功能定位。這就要求癲癇內科醫生知識面廣并對這些問題有深入的理解。
確定可行外科治療后,下一步對癲癇源區(Epileptogenic zone,EGZ)定位定側。這是術前評估最重要的內容[1, 6]。癲癇是網絡疾病[5],所以確定部位遠比其他性質的病變(如腫瘤、血管性病變)復雜,尤其是影像學無異常的患者。這對醫生的知識深度及邏輯分析歸納能力都是考驗。
癲癇手術前定位有一個發展過程。外科手術治療癲癇始于 1886 年英國 Horsley,根據 Jackson 的理論以癥狀確定部位。20 世紀初 Krause 用感應電刺激皮質定位。30 年代 Hans Berger 做出頭皮腦電圖(EEG),對癲癇的診斷有劃時代的意義。此后不久 Foerster 和 Altenberger 做出第一個術中皮層腦電圖(ECoG)[1]。60 年代開始用顱內電極記錄,目前仍在應用的是硬膜下電極和深部電極。同時代 Bancaud 和 Talairach 開始研究不同于深部電極的立體腦電圖(Stereoelectroencephalography,SEEG)使定位更為精準,這是目前廣泛應用的[6, 10]。我國癲癇外科的術前定位的發展,基本上重復上述過程。定位水平與國際上著名癲癇中心基本相同,并有我們獨特的優點,但各中心間差距很大。
在定位中必需理解上世紀 60 年代 Talairach 和 Bancaud 提出的激惹區、癲癇源區、發作起源區、癥狀區和病變區的概念[1]。
激惹區(Irritative zone)是產生發作間發放(Interictal epileptic discharges,IEDs)的皮質區。
EGZ 有多個定義,最確切的是:“癲癇發作的初始階段和起始部分的皮質區”,為癲癇網絡的一部分,切除(或離斷、或熱凝或刺激)此區可使發作消失。此區如不在功能皮質(eloquent cortex),激活后可以無癥狀。與激惹區不同,但可相互重疊。
發作起始區(Seizure onset zone,SOZ)產生首個臨床癥狀的皮質區,和(或)SEEG 記錄到第一個清楚的發作性電變化區。SOZ 的確定應詳細分析 SEEG 發放的起源和擴布過程及其與臨床癥狀的關系。可以是單一皮質區,也可以是多灶或多腦葉的。完全或近完全切除 SOZ>80% 的患者發作消失,不完全切除僅 10% 發作消失。SOZ 應具備下列條件:① 電活動變化早于臨床發作;② 為快同步化發放(低電壓快活動或募集性棘波發放)。兩者缺一不可。EGZ 與 SOZ 兩者不同,但有復雜的相互關系,可能不在同一部位,亦可相互重疊。EGZ 范圍大于 SOZ。
癥狀區(Symptomatic zone)是產生臨床癥狀的皮質區,可能與 EGZ 或 SOZ 不在同一部位(如 SOZ 位于后扣帶回的發作以及少數枕葉癲癇和眶額回癲癇等)。
在評估中應詳細分析上述四區的相互關系。
病變區(Lesional zone)是影像學可以見到病變的皮質區。常與 EGZ 和 SOZ 不重疊或不在同一皮質。但少數病變因其內有異常或正常神經元可以在 EGZ 或 SOZ 范圍內,如灰質異位、錯構瘤、皮質發育障礙、低分化彌漫生長的膠質瘤等。
在詳細分析上述各區相互關系后,應建立患者每次發作的解剖-電-臨床的相關性,才能準確了解發作起始部位和擴布途徑,為外科治療的設計打下基礎。可以避免 fishing expedition(撒大網捉小魚)或 50 年代 Rasmussen 寫的“對錯誤的患者做錯誤的手術”。
為了達到上述目的,癲癇內科醫師應該具備下列三項基礎知識。
第一,對大腦功能解剖有深入的理解,發作時癥狀不僅是癲癇診斷和分型的基礎,也是定位最重要的基礎。應該對所有癥狀(包括先兆及發作后狀態)都有深刻的認識。例如發作中頭眼偏斜是非常常見的癥狀,首先應會區分是無定位價值的偏轉,還是有定位意義的扭轉,若為后者不能簡單的理解為是額中回頭眼中樞的癥狀向對側扭轉。也可見到向 EGZ 同側扭轉,有時頭先扭轉而后為雙眼(頭帶眼),也可以是眼帶頭,這些癥狀代表起源于大腦不同腦區的發作[11]。再如視覺先兆應了解是簡單光點,視力模糊還是黑矇,還是彩色的甚至成形的幻覺,位于哪側視野或全視野[12]。對每一個癥狀均應了解其細節以及與其他癥狀的關系。由于癲癇是網絡疾病,所以癥狀與 EGZ 的關系非常復雜,即使是定位最清楚的一側陣攣,其 EGZ 不一定在中央區,可以在枕葉,經上縱束擴布產生癥狀。
判斷癥狀的定側價值也是術前評估的重要內容,已總結出常見癥狀的定側意義,即陽性定側值(Positive predictive value,PPV),僅一側陣攣的 PPV 為 100%,其他癥狀均在 100% 以下,表明既可在對側又可在同側,如手的自動癥 PPV 為 90%,即 90% 出現于 EGZ 同側,10% 可在對側。甚至有些癥狀不能定側如胃氣上升感,發笑發作,額葉的多動性運動(hypermotor)及自主運動行為(automotor behavior)發作以及自主神經癥狀[12, 13]。
有些腦區在其他性質疾病很少注意,在癲癇有重要意義,但對其功能不完全了解,即眶額區、島葉、島蓋、扣帶回等。因其為古老結構所以功能定位模糊,如島葉幾乎具備大腦所有功能,但無清晰明確的位置。這些結構與大腦皮質有廣泛的相互聯系,當 EGZ 位于這些結構時,臨床癥狀復雜多變[14, 15]。如顳葉內側癲癇均涉及島葉。眶額區本身很少臨床癥狀,由于擴布可以出額葉顳葉癥狀[15]。再如后扣帶回起源的癲癇可以表現為中央區、額葉、顳葉的癥狀。作為癲癇內科醫師,應熟知這些腦區的功能以及與其他腦區的相互聯系。
最后應列出癥狀的先后順序,這是估計發作的起始區以及擴布途徑的基礎。如口手自動癥最先出現,與出現在其他癥狀之后有完全不同的意義,前者為顳葉內側發作的特點,后者可能起源于顳葉新皮質甚至顳外皮質。
第二,對 EEG 應有深入的理解[1, 5],上世紀 30 年代 EEG 應用于臨床以后,對癲癇的診斷和分型、隨訪已成為必不可少的客觀依據;對于癲癇起始部位的定位也有非常重要的意義,即使在歐洲廣泛應用 SEEG 的情況下,也強調頭皮 EEG 在定位中的作用,可以提供側別和大致范圍,為顱內電極(尤其是 SEEG)安置的設計提供重要信息。頭皮 EEG 約 21%~38% 可以定位,<50% 可以定側,顳葉癲癇 40%~90% 可以定側。一次常規記錄 30%~50% 可以記錄到 IEDs,4 次記錄可提高到 60%~90%,10% 的癲癇患者記錄不到 IED,多為大腦內側面、底面或深部(如島葉)起源的癲癇。發作時 EEG 表現為 IEDs 突然消失,出現限局或廣泛的變化:① 電壓降低,出現低電壓快活動;② 正弦樣 α、β 或 θ 活動;③ IEDs 的頻率及范圍有變化。分析 EEG 不應忽視背景的變化,如一側 α 變慢,或各種形式的慢波增多,節律性變差等,均說明腦功能異常,對定側甚至定位均有幫助,更有判斷預后的價值。
頭皮腦電圖的缺點是不容忽視的[1]:① 健康青年人 0.5% 以及大腦非癲癇性進行性病變有 12% 有類似 IEDs 的現象;② 大腦皮質與記錄電極間有高阻抗的腦膜、腦脊液、顱骨、頭皮,形成電容器的作用,產生電位衰減(尤其是快成分)達 80%,因此約 6 cm2皮質的電活動才能被記錄到;③ 記錄的范圍擴大,如頭皮 EEG 擬診為雙側顳葉癲癇者,顱內記錄僅 11.4% 為真正雙側顳葉癲癇;④ 大腦內側面、底面和深部起源的發作,不能直接記錄其 IEDs,但仔細分析可以間接認定,如雙側額或額顳區異常為額葉內側癲癇,島葉癲癇常表現為中央區頂葉異常。這些需結合臨床判定[14];⑤ 有各種意義不明的腦電現象和各種偽跡。將這些現象誤判因而誤診為癲癇的情況并非少見。
上世紀 30 年代已開用電影技術同步記錄發作過程及 EEG 變化。1966 年 Goldensohn 成功實現視頻腦電圖(VEEG),現已廣泛用于臨床尤其是術前評估。VEEG 可以看到真實發作進程及 EEG 異常的開始和演變。癲癇醫生應可以正確描述發作癥狀以及每一個癥狀與對應 EEG 變化的關系,這對術前評估是非常重要的[1]。
第三、會看大腦影像學及分析其意義[16, 17]。由于癲癇病因的特殊性以及影像學醫生與癲癇醫生觀察的角度不同,有些現象雖有意義但未受影像學醫生的重視。如限局性皮質發育異常的典型核磁共振成像(MRI)表現:灰白質交界模糊,灰質信號異常、白質信號異常、皮質增厚、溝底發育異常及穿透現象(transmantle),很多影像學醫生并不認為是異常。所以參加評估的醫師自己應會看影像學。也應會分析其意義,如癲癇患者常有顳前蛛網膜囊腫,應該不是癲癇的病因,但因癲癇而切除囊腫者并不少見。還有大腦溝回形態也是應該注意的。計算機斷層掃描(CT)對癲癇而言其意義遠不如 MRI,但懷疑有顱內鈣化時只有 CT 可以證實。
在功能影像學中正電子發射計算機斷層顯像(PET)低代謝區是有定位價值的,但其范圍及數量時常多于 MRI 異常或 EEG 的 IEDs 范圍,在分析時應注意 PET 的“陷阱”[16]。單光子發射計算機化斷層顯像(SPECT)的意義不如 PET,國外很重視發作時 SPECT 的定位價值[1]。功能磁共振(fMRI)用于確定功能區范圍(如運動、感覺或語言)及其與癲癇源區的關系。EEG-fMRI 有助于癲癇源區的定位[1]。
以上這三項:癥狀學、電生理、影像學是參加評估醫師必須掌握的基本知識。如果仔細分析這三項的結果均定位于同一區域,可以考慮不做顱內電極監測即可手術治療。如患者的臨床癥狀(胃氣上升先兆,口及一側手自動癥,對側手及上肢肌張力障礙)可以定為一側顳葉內側起源, EEG 在該側前顳區(T1 或 T2,F7 或 F8 及蝶骨電極)有 IEDs,發作起源于該側的節律性 θ 波,MRI 該側有海馬硬化或萎縮,可以考慮不做其他檢查,做標準前顳切除或海馬杏仁核切除。但若 MRI 無異常,還應慎重考慮,因癲癇網絡的擴布,EGZ 可能在顳外如顳葉新皮質、枕葉或島葉[10]。
在評估中經常遇到這三者不相匹配,難以定位,此時應考慮放置顱內電極并做長程 VEEG 監測,至少應監測 3-5 次習慣性發作[1]。
顱內電極記錄可以更真實地記錄皮質電活動,始于 Foerster 和 Altenberger 的 ECoG。1939 年 Penfield 和 Jasper 首次應用硬膜下電極,應用至今。上世紀 60 年代初 Talairach 和 Bancaud 開始探索 SEEG,現已廣泛用于癲癇外科。安置顱內電極必需在癥狀學、頭皮 EEG 或 MRI 假設的 EGZ 及癥狀區范圍內放置,因此設計放置計劃是非常重要的,存在放置部位不當導致不可能定位或定位錯誤的可能,據報道在癲癇外科治療失敗中 2%~3% 為定位錯誤,最高有 6% 的報道。放置 SEEG 后仍不能定位因而放棄手術可達 20%。設計顱內電極對癲癇內、外科醫師都是知識和邏輯思維的考驗[5, 6]。
硬膜下電極(觸點直徑 2~3 mm,兩點間距 10 mm,每個觸點可以探測 1 cm2皮質的電位)的優點是電極幾乎在皮層表面(其間有軟膜及腦脊液),可無衰減的記錄皮質電活動,并可以直接電刺激勾畫出功能范圍,但因腦脊液的旁路效應,刺激所顯示的范圍可能大于真正功能區范圍;直接電刺激可能發現 SOZ 或 EGZ,刺激所顯現的癥狀可能為該皮質功能的表現,所以只有出現習慣性發作才有意義。缺點是必需開顱,所以雙側放置有一定困難,保留時間不可過長(不應超過兩周),因放置的技術問題對大腦內側面、底面和深部皮質起源的癲癇無能為力。硬膜下電極和深部電極(非 SEEG)聯合應用可以彌補部分缺點,多用于顳葉內側癲癇[1]。
Talairach 和 Bancaud 研究 SEEG 過程中,有兩個重要概念:① 確定大腦結構的空間坐標,以這些坐標為靶點植入電極;② 建立解剖、電、臨床的相關性,假定發作癥狀的順序反映大腦內癲癇性放電的時空構成,以此為基礎確定顱內電極的位置,SEEG 的電直徑 0.8 mm,觸點長 2 mm,間隔 1.5 mm,每個電極 8 或 12 個觸點,可以測定 3 維的電信號,可雙側放置,可以發現大腦深部或內側面、底面的電活動,我們對眶額區、島葉、扣帶回發作的理解,均來自 SEEG 的成果。缺點是:雖然不需開顱放置,但放置前必需有非常科學精確的設計,每例患者平均 15 根電極左右,每根電極記錄范圍有限約 3 cm2,因此設計錯誤或放置技術稍有偏差就會得不到正確的信息,在兒童放置電極有技術困難,如顱骨厚度少于 2 mm 及硬度低均難以固定,長期監測耐受性差,因此 3 歲以下實施困難。電刺激勾畫功能區范圍不如硬膜下電極[6]。
癲癇內科醫生對顱內電極的各方面均應有所了解,更進一步可以設計 SEEG 入路和靶點。還不能忽視癲癇定位應是多學科合作,多種生理信號(肌電圖、心電圖等)共同分析的結果。
由于癲癇網絡的復雜性,對其運作機制尚未完全了解,即使作到上述監測仍有定位、定側困難的情況。這就需要其他信息的協助。神經心理檢測有助于定位、定側,以及預判外科治療的預后,對額顳葉癲癇最有價值。國外已是癲癇外科治療前后必不可少的檢查,在國內尚未受到應有的重視[18]。
腦磁圖(Magnetoencephalography,MEG)是一項實時記錄腦部磁場信號的無創腦功能檢查技術。目前常規應用的全頭型 MEG 設備具有上百個探測通道,可實現對大腦磁場信號的全方位檢測。記錄到的磁信號通過恰當的數學模型,可以逆運算求解出電活動發生源的位置、強度和方向,并將其與頭部 MRI 影像融合處理,即磁源性成像(Magnetic source imaging,MSI)。MEG 具有毫秒級的時間分辨率和毫米級的空間分辨率,相較于其他腦功能記錄手段有顯著的優勢[19]。EEG 和 MEG 雖然都是基于腦部神經生理活動的記錄手段,但是它們記錄的信號有不同的特點。① EEG 記錄的電信號容易受傳輸介質的導電率影響而發生偏移,磁場信號則不太容易受傳播介質導電性的干擾,所以對生物磁信號進行源定位,準確率要高于 EEG;② EEG 主要檢測垂直于電極的電流,反映的是腦回內垂直排列的錐體細胞產生的細胞外電流;MEG 對上述信號不敏感,僅對與顱骨和頭皮相切的腦磁信號敏感,所以主要反映皮層切線方向排列的錐體細胞的活動情況;③ 磁場強度會隨著距信號源距離的增大而呈幾何級數衰減,故 MEG 對大腦深部源不敏感,而 EEG 可因為容積效應探測到大腦深部的電活動。因此,EEG 和 MEG 各有自身的優點,可相互補充,而不能相互替代。有研究發現,對于發作間期棘波,56% 的棘波在 MEG 和 EEG 均可被記錄,然而 36% 的棘波類型僅在 EEG 中顯示,8% 僅在 MEG 中顯示[20]。MEG 和頭皮 EEG 的融合定位可以提供更為穩健全面的定位信息[21],且 MEG 還可以為顱內 EEG 的植入提供額外的、非冗余的有價值信息[22],同步記錄 SEEG-MEG-EEG 可以有效克服 SEEG 空間覆蓋不足的缺點[23]。MEG 還可用于定位皮質功能區,通過體感、視覺、聽覺及語言誘發磁場確定相應的功能區,為癲癇手術評估提供幫助。目前 MEG 的應用存在一定的局限性,由于檢查時間較短,探測的多是發作間期異常磁信號。發作期 MEG 記錄雖有個別相關研究[24, 25],但往往由于發作時的運動偽差,影響了磁源定位的準確性,對致癇灶的定位作用有限。目前使用的 MEG 儀器需要對傳感器進行液氮冷卻,導致成本高昂且限制靈活記錄,研究中的光泵磁力計將來可能實現便攜式記錄。
近 20 年后處理技術快速發展,在腦電領域有多種后處理如癲癇指數、快速付立葉轉換、非線性分析、EEG-fMRI 等,其中子波(wavelet)分析在定位方面顯示出有意義的前景[26]。影像學方面應用較多的是 VBM(以像素為基礎的形態學)和 MAP(形態分析程序),以及神經束圖(neurotractography)等。這些后處理都對癲癇的定位定側有一定意義,但尚不能代替解剖、電、臨床分析。我們對這些技術應有所了解[27, 28]。
我們尚未能理解癲癇網絡的復雜性,所以對 EGZ 的定位甚至定側未能完全解決[29]。雖然定位、定側應由多學科共同討論才能做出決定,但癲癇內科醫生應起到重要作用,甚至是決定性作用。因此要求癲癇內科不僅對癲癇癥狀、電生理及影像學有深入的理解,進一步對顱內電極記錄的各方面也有所了解,更理想的是可以進行顱內電極的設計。通俗地說,對手術以前的所有步驟均應了然于心。對于癲癇我們知道的遠少于我們不知道的,所以應不斷學習新知識新理論,不能固步自封,才能在今后的工作中有所突破,做出更大的成績。
癲癇是中樞神經系統最常見的疾病之一,具有不同于其他疾病的特殊性。對其發生機制尚不完全了解,從新生兒至高齡老人均可患病,影響身心健康,使生活質量下降,猝死率高[1]。更為獨特的是患者間沒有完全一樣的發作,且癥狀涉及大腦全部功能,甚至出現難以理解的癥狀如“靈魂出竅”,出竅的靈魂具有感知能力,再如“異已手”現象,發作時身體的一部分“不是自己的”且受外力支配。以致于從上世紀 70 年代開始雖經反復修訂,對發作的分類至今仍有爭議[2, 3]。困難之處在于某一發作性癥狀可以起源于不同的腦區,而一個腦區可有多種癥狀[4]。癲癇是網絡疾病,我們對大腦正常網絡尚不完全了解,對癲癇網絡更知之甚少。可能癲癇是大腦網絡正常功能的歪曲和夸大[5]。
據報道,5%~10% 藥物難治性癲癇患者需外科治療[1],據此估算我國可能有 20~30 萬患者需要外科治療。外科治療的目的是:① 發作消失;② 提高生活質量,至少不降低生活質量;③ 減少癲癇性猝死。近 20 年來功能神經外科在國內迅速發展,以外科方法治療癲癇日益增多,也逐漸認識到術前多學科評估的重要性。在此過程中也有一些不盡如人意之處,主要是術前未進行認真評估,甚至出現給兒童良性癲癇做切除性手術以及先后做雙側顳葉切除的極端現象。
目前癲癇外科治療的適應證仍為藥物難治性發作[6]。雖然近年有人提出如果就診之初即判斷為藥物難治性癲癇,可以早期手術治療,如影像學證實的海馬硬化、局限性皮質發育障礙(FCD)、結節性硬化等[7],但尚未見不用藥物治療即外科治療的報道。部分患者雖然藥物治療失敗但不適于外科治療,如影像學無異常的 Dravet 綜合征、Lennox Gastaut 綜合征、嬰兒痙攣,以及兒童先天性代謝異常和與神經遞質通路相關的基因突變(如 SCN1A 突變)導致的癲癇發作[1]。
參與術前評估的癲癇內科醫師僅正確診斷癲癇,正確分型、合理用藥,是完全不夠的。還應可以正確選擇適合外科治療的患者,對癲癇源區做出定側定位,估計切除范圍與功能皮質的關系,設計顱內電極放置計劃,做何種外科治療(切除、損毀、離斷或調控),以及估計可能的預后[7, 8]。
首先應確定雖然是藥物難治性癲癇,能否實施外科治療。除上述不適于外科治療的情況外,如總智商低于 50,合并嚴重精神癥狀,其他臟器有明顯功能異常如長 Q-T 綜合征等不適于切除性手術,可以考慮神經調控治療[1]。據報道參加術前評估的患者 20%~30% 不適于外科手術治療,VNS 可適用于所有癲癇類型,但其療效尚無定論[1]。評估時應考慮預后,如灰質異位與正常皮質間異常網絡復雜[9],結節性硬化多數結節中僅有個別結節與癲癇源相關,雙側顳葉癲癇和顳葉附加癲癇定側定位困難,多灶性癲癇[9]及腦炎后癲癇[1]有廣泛性功能障礙。這些在決定手術前應慎重并應做更為嚴謹的癲癇灶和功能定位。這就要求癲癇內科醫生知識面廣并對這些問題有深入的理解。
確定可行外科治療后,下一步對癲癇源區(Epileptogenic zone,EGZ)定位定側。這是術前評估最重要的內容[1, 6]。癲癇是網絡疾病[5],所以確定部位遠比其他性質的病變(如腫瘤、血管性病變)復雜,尤其是影像學無異常的患者。這對醫生的知識深度及邏輯分析歸納能力都是考驗。
癲癇手術前定位有一個發展過程。外科手術治療癲癇始于 1886 年英國 Horsley,根據 Jackson 的理論以癥狀確定部位。20 世紀初 Krause 用感應電刺激皮質定位。30 年代 Hans Berger 做出頭皮腦電圖(EEG),對癲癇的診斷有劃時代的意義。此后不久 Foerster 和 Altenberger 做出第一個術中皮層腦電圖(ECoG)[1]。60 年代開始用顱內電極記錄,目前仍在應用的是硬膜下電極和深部電極。同時代 Bancaud 和 Talairach 開始研究不同于深部電極的立體腦電圖(Stereoelectroencephalography,SEEG)使定位更為精準,這是目前廣泛應用的[6, 10]。我國癲癇外科的術前定位的發展,基本上重復上述過程。定位水平與國際上著名癲癇中心基本相同,并有我們獨特的優點,但各中心間差距很大。
在定位中必需理解上世紀 60 年代 Talairach 和 Bancaud 提出的激惹區、癲癇源區、發作起源區、癥狀區和病變區的概念[1]。
激惹區(Irritative zone)是產生發作間發放(Interictal epileptic discharges,IEDs)的皮質區。
EGZ 有多個定義,最確切的是:“癲癇發作的初始階段和起始部分的皮質區”,為癲癇網絡的一部分,切除(或離斷、或熱凝或刺激)此區可使發作消失。此區如不在功能皮質(eloquent cortex),激活后可以無癥狀。與激惹區不同,但可相互重疊。
發作起始區(Seizure onset zone,SOZ)產生首個臨床癥狀的皮質區,和(或)SEEG 記錄到第一個清楚的發作性電變化區。SOZ 的確定應詳細分析 SEEG 發放的起源和擴布過程及其與臨床癥狀的關系。可以是單一皮質區,也可以是多灶或多腦葉的。完全或近完全切除 SOZ>80% 的患者發作消失,不完全切除僅 10% 發作消失。SOZ 應具備下列條件:① 電活動變化早于臨床發作;② 為快同步化發放(低電壓快活動或募集性棘波發放)。兩者缺一不可。EGZ 與 SOZ 兩者不同,但有復雜的相互關系,可能不在同一部位,亦可相互重疊。EGZ 范圍大于 SOZ。
癥狀區(Symptomatic zone)是產生臨床癥狀的皮質區,可能與 EGZ 或 SOZ 不在同一部位(如 SOZ 位于后扣帶回的發作以及少數枕葉癲癇和眶額回癲癇等)。
在評估中應詳細分析上述四區的相互關系。
病變區(Lesional zone)是影像學可以見到病變的皮質區。常與 EGZ 和 SOZ 不重疊或不在同一皮質。但少數病變因其內有異常或正常神經元可以在 EGZ 或 SOZ 范圍內,如灰質異位、錯構瘤、皮質發育障礙、低分化彌漫生長的膠質瘤等。
在詳細分析上述各區相互關系后,應建立患者每次發作的解剖-電-臨床的相關性,才能準確了解發作起始部位和擴布途徑,為外科治療的設計打下基礎。可以避免 fishing expedition(撒大網捉小魚)或 50 年代 Rasmussen 寫的“對錯誤的患者做錯誤的手術”。
為了達到上述目的,癲癇內科醫師應該具備下列三項基礎知識。
第一,對大腦功能解剖有深入的理解,發作時癥狀不僅是癲癇診斷和分型的基礎,也是定位最重要的基礎。應該對所有癥狀(包括先兆及發作后狀態)都有深刻的認識。例如發作中頭眼偏斜是非常常見的癥狀,首先應會區分是無定位價值的偏轉,還是有定位意義的扭轉,若為后者不能簡單的理解為是額中回頭眼中樞的癥狀向對側扭轉。也可見到向 EGZ 同側扭轉,有時頭先扭轉而后為雙眼(頭帶眼),也可以是眼帶頭,這些癥狀代表起源于大腦不同腦區的發作[11]。再如視覺先兆應了解是簡單光點,視力模糊還是黑矇,還是彩色的甚至成形的幻覺,位于哪側視野或全視野[12]。對每一個癥狀均應了解其細節以及與其他癥狀的關系。由于癲癇是網絡疾病,所以癥狀與 EGZ 的關系非常復雜,即使是定位最清楚的一側陣攣,其 EGZ 不一定在中央區,可以在枕葉,經上縱束擴布產生癥狀。
判斷癥狀的定側價值也是術前評估的重要內容,已總結出常見癥狀的定側意義,即陽性定側值(Positive predictive value,PPV),僅一側陣攣的 PPV 為 100%,其他癥狀均在 100% 以下,表明既可在對側又可在同側,如手的自動癥 PPV 為 90%,即 90% 出現于 EGZ 同側,10% 可在對側。甚至有些癥狀不能定側如胃氣上升感,發笑發作,額葉的多動性運動(hypermotor)及自主運動行為(automotor behavior)發作以及自主神經癥狀[12, 13]。
有些腦區在其他性質疾病很少注意,在癲癇有重要意義,但對其功能不完全了解,即眶額區、島葉、島蓋、扣帶回等。因其為古老結構所以功能定位模糊,如島葉幾乎具備大腦所有功能,但無清晰明確的位置。這些結構與大腦皮質有廣泛的相互聯系,當 EGZ 位于這些結構時,臨床癥狀復雜多變[14, 15]。如顳葉內側癲癇均涉及島葉。眶額區本身很少臨床癥狀,由于擴布可以出額葉顳葉癥狀[15]。再如后扣帶回起源的癲癇可以表現為中央區、額葉、顳葉的癥狀。作為癲癇內科醫師,應熟知這些腦區的功能以及與其他腦區的相互聯系。
最后應列出癥狀的先后順序,這是估計發作的起始區以及擴布途徑的基礎。如口手自動癥最先出現,與出現在其他癥狀之后有完全不同的意義,前者為顳葉內側發作的特點,后者可能起源于顳葉新皮質甚至顳外皮質。
第二,對 EEG 應有深入的理解[1, 5],上世紀 30 年代 EEG 應用于臨床以后,對癲癇的診斷和分型、隨訪已成為必不可少的客觀依據;對于癲癇起始部位的定位也有非常重要的意義,即使在歐洲廣泛應用 SEEG 的情況下,也強調頭皮 EEG 在定位中的作用,可以提供側別和大致范圍,為顱內電極(尤其是 SEEG)安置的設計提供重要信息。頭皮 EEG 約 21%~38% 可以定位,<50% 可以定側,顳葉癲癇 40%~90% 可以定側。一次常規記錄 30%~50% 可以記錄到 IEDs,4 次記錄可提高到 60%~90%,10% 的癲癇患者記錄不到 IED,多為大腦內側面、底面或深部(如島葉)起源的癲癇。發作時 EEG 表現為 IEDs 突然消失,出現限局或廣泛的變化:① 電壓降低,出現低電壓快活動;② 正弦樣 α、β 或 θ 活動;③ IEDs 的頻率及范圍有變化。分析 EEG 不應忽視背景的變化,如一側 α 變慢,或各種形式的慢波增多,節律性變差等,均說明腦功能異常,對定側甚至定位均有幫助,更有判斷預后的價值。
頭皮腦電圖的缺點是不容忽視的[1]:① 健康青年人 0.5% 以及大腦非癲癇性進行性病變有 12% 有類似 IEDs 的現象;② 大腦皮質與記錄電極間有高阻抗的腦膜、腦脊液、顱骨、頭皮,形成電容器的作用,產生電位衰減(尤其是快成分)達 80%,因此約 6 cm2皮質的電活動才能被記錄到;③ 記錄的范圍擴大,如頭皮 EEG 擬診為雙側顳葉癲癇者,顱內記錄僅 11.4% 為真正雙側顳葉癲癇;④ 大腦內側面、底面和深部起源的發作,不能直接記錄其 IEDs,但仔細分析可以間接認定,如雙側額或額顳區異常為額葉內側癲癇,島葉癲癇常表現為中央區頂葉異常。這些需結合臨床判定[14];⑤ 有各種意義不明的腦電現象和各種偽跡。將這些現象誤判因而誤診為癲癇的情況并非少見。
上世紀 30 年代已開用電影技術同步記錄發作過程及 EEG 變化。1966 年 Goldensohn 成功實現視頻腦電圖(VEEG),現已廣泛用于臨床尤其是術前評估。VEEG 可以看到真實發作進程及 EEG 異常的開始和演變。癲癇醫生應可以正確描述發作癥狀以及每一個癥狀與對應 EEG 變化的關系,這對術前評估是非常重要的[1]。
第三、會看大腦影像學及分析其意義[16, 17]。由于癲癇病因的特殊性以及影像學醫生與癲癇醫生觀察的角度不同,有些現象雖有意義但未受影像學醫生的重視。如限局性皮質發育異常的典型核磁共振成像(MRI)表現:灰白質交界模糊,灰質信號異常、白質信號異常、皮質增厚、溝底發育異常及穿透現象(transmantle),很多影像學醫生并不認為是異常。所以參加評估的醫師自己應會看影像學。也應會分析其意義,如癲癇患者常有顳前蛛網膜囊腫,應該不是癲癇的病因,但因癲癇而切除囊腫者并不少見。還有大腦溝回形態也是應該注意的。計算機斷層掃描(CT)對癲癇而言其意義遠不如 MRI,但懷疑有顱內鈣化時只有 CT 可以證實。
在功能影像學中正電子發射計算機斷層顯像(PET)低代謝區是有定位價值的,但其范圍及數量時常多于 MRI 異常或 EEG 的 IEDs 范圍,在分析時應注意 PET 的“陷阱”[16]。單光子發射計算機化斷層顯像(SPECT)的意義不如 PET,國外很重視發作時 SPECT 的定位價值[1]。功能磁共振(fMRI)用于確定功能區范圍(如運動、感覺或語言)及其與癲癇源區的關系。EEG-fMRI 有助于癲癇源區的定位[1]。
以上這三項:癥狀學、電生理、影像學是參加評估醫師必須掌握的基本知識。如果仔細分析這三項的結果均定位于同一區域,可以考慮不做顱內電極監測即可手術治療。如患者的臨床癥狀(胃氣上升先兆,口及一側手自動癥,對側手及上肢肌張力障礙)可以定為一側顳葉內側起源, EEG 在該側前顳區(T1 或 T2,F7 或 F8 及蝶骨電極)有 IEDs,發作起源于該側的節律性 θ 波,MRI 該側有海馬硬化或萎縮,可以考慮不做其他檢查,做標準前顳切除或海馬杏仁核切除。但若 MRI 無異常,還應慎重考慮,因癲癇網絡的擴布,EGZ 可能在顳外如顳葉新皮質、枕葉或島葉[10]。
在評估中經常遇到這三者不相匹配,難以定位,此時應考慮放置顱內電極并做長程 VEEG 監測,至少應監測 3-5 次習慣性發作[1]。
顱內電極記錄可以更真實地記錄皮質電活動,始于 Foerster 和 Altenberger 的 ECoG。1939 年 Penfield 和 Jasper 首次應用硬膜下電極,應用至今。上世紀 60 年代初 Talairach 和 Bancaud 開始探索 SEEG,現已廣泛用于癲癇外科。安置顱內電極必需在癥狀學、頭皮 EEG 或 MRI 假設的 EGZ 及癥狀區范圍內放置,因此設計放置計劃是非常重要的,存在放置部位不當導致不可能定位或定位錯誤的可能,據報道在癲癇外科治療失敗中 2%~3% 為定位錯誤,最高有 6% 的報道。放置 SEEG 后仍不能定位因而放棄手術可達 20%。設計顱內電極對癲癇內、外科醫師都是知識和邏輯思維的考驗[5, 6]。
硬膜下電極(觸點直徑 2~3 mm,兩點間距 10 mm,每個觸點可以探測 1 cm2皮質的電位)的優點是電極幾乎在皮層表面(其間有軟膜及腦脊液),可無衰減的記錄皮質電活動,并可以直接電刺激勾畫出功能范圍,但因腦脊液的旁路效應,刺激所顯示的范圍可能大于真正功能區范圍;直接電刺激可能發現 SOZ 或 EGZ,刺激所顯現的癥狀可能為該皮質功能的表現,所以只有出現習慣性發作才有意義。缺點是必需開顱,所以雙側放置有一定困難,保留時間不可過長(不應超過兩周),因放置的技術問題對大腦內側面、底面和深部皮質起源的癲癇無能為力。硬膜下電極和深部電極(非 SEEG)聯合應用可以彌補部分缺點,多用于顳葉內側癲癇[1]。
Talairach 和 Bancaud 研究 SEEG 過程中,有兩個重要概念:① 確定大腦結構的空間坐標,以這些坐標為靶點植入電極;② 建立解剖、電、臨床的相關性,假定發作癥狀的順序反映大腦內癲癇性放電的時空構成,以此為基礎確定顱內電極的位置,SEEG 的電直徑 0.8 mm,觸點長 2 mm,間隔 1.5 mm,每個電極 8 或 12 個觸點,可以測定 3 維的電信號,可雙側放置,可以發現大腦深部或內側面、底面的電活動,我們對眶額區、島葉、扣帶回發作的理解,均來自 SEEG 的成果。缺點是:雖然不需開顱放置,但放置前必需有非常科學精確的設計,每例患者平均 15 根電極左右,每根電極記錄范圍有限約 3 cm2,因此設計錯誤或放置技術稍有偏差就會得不到正確的信息,在兒童放置電極有技術困難,如顱骨厚度少于 2 mm 及硬度低均難以固定,長期監測耐受性差,因此 3 歲以下實施困難。電刺激勾畫功能區范圍不如硬膜下電極[6]。
癲癇內科醫生對顱內電極的各方面均應有所了解,更進一步可以設計 SEEG 入路和靶點。還不能忽視癲癇定位應是多學科合作,多種生理信號(肌電圖、心電圖等)共同分析的結果。
由于癲癇網絡的復雜性,對其運作機制尚未完全了解,即使作到上述監測仍有定位、定側困難的情況。這就需要其他信息的協助。神經心理檢測有助于定位、定側,以及預判外科治療的預后,對額顳葉癲癇最有價值。國外已是癲癇外科治療前后必不可少的檢查,在國內尚未受到應有的重視[18]。
腦磁圖(Magnetoencephalography,MEG)是一項實時記錄腦部磁場信號的無創腦功能檢查技術。目前常規應用的全頭型 MEG 設備具有上百個探測通道,可實現對大腦磁場信號的全方位檢測。記錄到的磁信號通過恰當的數學模型,可以逆運算求解出電活動發生源的位置、強度和方向,并將其與頭部 MRI 影像融合處理,即磁源性成像(Magnetic source imaging,MSI)。MEG 具有毫秒級的時間分辨率和毫米級的空間分辨率,相較于其他腦功能記錄手段有顯著的優勢[19]。EEG 和 MEG 雖然都是基于腦部神經生理活動的記錄手段,但是它們記錄的信號有不同的特點。① EEG 記錄的電信號容易受傳輸介質的導電率影響而發生偏移,磁場信號則不太容易受傳播介質導電性的干擾,所以對生物磁信號進行源定位,準確率要高于 EEG;② EEG 主要檢測垂直于電極的電流,反映的是腦回內垂直排列的錐體細胞產生的細胞外電流;MEG 對上述信號不敏感,僅對與顱骨和頭皮相切的腦磁信號敏感,所以主要反映皮層切線方向排列的錐體細胞的活動情況;③ 磁場強度會隨著距信號源距離的增大而呈幾何級數衰減,故 MEG 對大腦深部源不敏感,而 EEG 可因為容積效應探測到大腦深部的電活動。因此,EEG 和 MEG 各有自身的優點,可相互補充,而不能相互替代。有研究發現,對于發作間期棘波,56% 的棘波在 MEG 和 EEG 均可被記錄,然而 36% 的棘波類型僅在 EEG 中顯示,8% 僅在 MEG 中顯示[20]。MEG 和頭皮 EEG 的融合定位可以提供更為穩健全面的定位信息[21],且 MEG 還可以為顱內 EEG 的植入提供額外的、非冗余的有價值信息[22],同步記錄 SEEG-MEG-EEG 可以有效克服 SEEG 空間覆蓋不足的缺點[23]。MEG 還可用于定位皮質功能區,通過體感、視覺、聽覺及語言誘發磁場確定相應的功能區,為癲癇手術評估提供幫助。目前 MEG 的應用存在一定的局限性,由于檢查時間較短,探測的多是發作間期異常磁信號。發作期 MEG 記錄雖有個別相關研究[24, 25],但往往由于發作時的運動偽差,影響了磁源定位的準確性,對致癇灶的定位作用有限。目前使用的 MEG 儀器需要對傳感器進行液氮冷卻,導致成本高昂且限制靈活記錄,研究中的光泵磁力計將來可能實現便攜式記錄。
近 20 年后處理技術快速發展,在腦電領域有多種后處理如癲癇指數、快速付立葉轉換、非線性分析、EEG-fMRI 等,其中子波(wavelet)分析在定位方面顯示出有意義的前景[26]。影像學方面應用較多的是 VBM(以像素為基礎的形態學)和 MAP(形態分析程序),以及神經束圖(neurotractography)等。這些后處理都對癲癇的定位定側有一定意義,但尚不能代替解剖、電、臨床分析。我們對這些技術應有所了解[27, 28]。
我們尚未能理解癲癇網絡的復雜性,所以對 EGZ 的定位甚至定側未能完全解決[29]。雖然定位、定側應由多學科共同討論才能做出決定,但癲癇內科醫生應起到重要作用,甚至是決定性作用。因此要求癲癇內科不僅對癲癇癥狀、電生理及影像學有深入的理解,進一步對顱內電極記錄的各方面也有所了解,更理想的是可以進行顱內電極的設計。通俗地說,對手術以前的所有步驟均應了然于心。對于癲癇我們知道的遠少于我們不知道的,所以應不斷學習新知識新理論,不能固步自封,才能在今后的工作中有所突破,做出更大的成績。