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脑磁图在癫痫手术中的作用

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儿科癫痫手术是一个不断发展的领域,为耐药癫痫患者提供了更好的癫痫控制机会,而不会造成额外的发病率。多年来,神经磁学知识的进步使得磁图数据与磁振造影相结合,产生磁源影像。磁脑造影已被证明是一个有价值的术前

  儿科癫痫手术是一个不断发展的领域,为耐药癫痫患者提供了更好的癫痫控制机会,而不会造成额外的发病率。多年来,神经磁学知识的进步使得磁图数据与磁振造影相结合,产生磁源影像。磁脑造影已被证明是一个有价值的术前工具,在确定致痫区和功能区的大脑皮层,并在预测儿童顽固性癫痫手术的结果。

儿童癫痫

  加拿大多伦多儿童医院(SickKids)建院于1875年,具有140多年历史,是全球知名的儿童医院,也是加拿大六大自立儿童医院之一。SickKids的Arthur与Sonia Labatt脑瘤研究中心是加拿大规模较大的专业颅脑疾病研究基地,INC世界神经外科顾问团成员、世界神经外科学院前主席James T.Rutka教授目前是该脑瘤研究中心的带头人。来自世界各地不计其数的脑瘤及癫痫儿童曾在这里获得了更佳的救治。James T.Rutka教授在一项研究中详细分析了脑磁图在癫痫手术中的作用。

  MEG概述

  脑磁图是在1968年引入的一种技术,它允许测量由大量同步的神经内电流产生的颅外磁场。脑磁造影使用“超导量子干涉装置”(SQUID)放大由颅内神经元活动产生的小磁场。在这种活动中,电流的流动必须与颅骨表面平行,这样才能产生一个垂直的磁场,并由磁图传感器探测到。目前的脑磁图系统使用多个探测器线圈排列在头骨的凸面上,记录几乎整个大脑的磁场。

  脑磁图与脑电图的比较

  脑磁图是否优于脑电图的问题一直被广泛讨论。虽然脑电描记器和脑磁图描记器都是基于对皮层锥体细胞同步放电的分析,但脑磁图描记器与传统的头皮描记器相比有几个优点。脑电图和脑磁图描记术的技术比较如下。神经元电流。脑磁图主要检测细胞内电流引起的磁场,而头皮脑电图对细胞外电流产生的电场很敏感。电流的方向。虽然脑磁图对头皮表面的切向电流更敏感,但脑电图对切向和径向神经元活动更敏感。敏感度。MEG检测到的癫痫样峰值比环境产生的磁噪声小1/100万倍。因此,为了能够捕获微弱的磁性信号,生物磁强计必须安置在具有高磁导率金属的屏蔽室中,以减少周围的竞争磁噪声。发现场。脑磁图需要3-4平方厘米的同步皮层癫痫活动来检测癫痫峰,而头皮脑电图峰的检测至少需要6-20平方厘米的同步皮层区域。导电性。从理论上讲,头皮、颅骨、脑脊液和大脑的组织传导性不会使磁场发生扭曲;相反,电场可能被颅骨和脑脊液所扭曲。

  源定位的准确性。脑磁图提供了更好的空间分辨率源定位(2-3毫米)比脑电图(7-10毫米)。电极和传感器线圈。在脑电图中,电极被放置在头皮上。脑磁图是使用杜瓦进行的,其中包含多个传感器线圈,不接触病人的头部。Ictal记录与头部运动。因为癫痫发作可能与头部运动有关,脑磁图可能失去癫痫源的精确定位。最近的一项研究比较了大脑不同区域假想来源的信噪比,结果显示脑磁图描记器在研究新皮质癫痫方面比脑电图更有优势,尽管估计的信噪比在颞叶是可比较的。脑磁图数据可以通过源建模技术进行分析,该技术允许三维定位。虽然头皮脑电图可以使用源建模技术,但由于技术原因,MEG源建模通常更简单、更准确。MEG技术和合适的源分析软件比最复杂的脑电图设备贵好几倍。

  MEG在术前评估中的应用

  致癫痫区定位

  采用不同的方法确定致痫区。在加拿大多伦多儿童医院,顽固性癫痫儿童被认为是手术的候选人,经过分析癫痫的符号学,长时间的头皮脑电监测(VEEG)记录,磁共振成像,和MEGSSs的分布。对合作学龄儿童进行神经心理学评估,以确定术前的语言和记忆功能。语言优势是由神经心理测试、fMR成像和脑磁图决定的。

  在手术后癫痫发作自由的基础上,证实了间质性脑磁图对致痫区定位的作用。脑磁图检查已被用于儿童癫痫和非癫痫。在皮质发育畸形的病例中,去除脑磁图上的脑磁图峰簇和磁图上的病灶是获得良好结果的关键。在伴有腔外巨噬细胞的肿瘤病例中,仅行病灶切除术可获得较好的预后。在非损伤性病例中,据报道,当在颅内VEEG上限制黄疸发作区时,MEGSSs切除后的癫痫发作结果是成功的。

  功能性映射

  在致痫区靠近大脑雄辩区时,需要精确地描绘这些功能区,以避免神经功能缺损。初级感觉运动皮层的定位初级运动皮层、躯体感觉皮层和中央沟不能仅通过视觉检查来可靠地识别。这可能是由于组织压迫、脑水肿或癫痫引起的中央区域结构的移位,从而导致神经通路的功能重组,尤其是在儿童发育中的大脑中。直接皮层刺激和体感诱发电位评估被认为是最准确的中央沟定位方法。脑磁图中央沟的定位可以通过SEF的测定得到。通过使用直接皮层刺激和通过电皮质造影术对成人进行体感诱发电位相位逆转,体感诱发磁场(SEF)在大约90%的病例中被证实是准确的。有趣的是,即使在婴幼儿癫痫患者接受全静脉麻醉时,SEF也能被可靠地研究。

  偏侧性的语言。语言的偏侧化可以通过使用不同的语言范式(如单词识别任务、默读、图片命名和动词生成)来确定。在MEG语言映射和瓦达测验结果之间发现了89-95%的一致性。脑磁图语言研究在慢性癫痫患者的左半球发病已证明非典型性语言组织。在这些儿童中,右半球语言能力在非语言功能上的表现较为常见。值得注意的是,虽然已经研究了听觉诱发电位的定位和年龄对语言感知的影响,但在健康儿童中获得的规范性脑磁图语言数据仍然较少。视觉诱发场测定。脑磁图已被应用于儿童和成人枕骨癫痫的术前视野检测。这一段有助于确定视觉皮层和大脑病变之间的关系。视觉诱发区在脑磁图上的定位应始终提示考虑保留视觉通路的手术入路。

  MEG在颅内VEEG中的应用

  创建神经外科地图

  将共配的磁图数据叠加到轴向三维快速破坏梯度和t1加权体磁共振图像上,得到高分辨率的磁源图像。我们为个别患者设计了硬膜下电极栅格以覆盖间质间巨区、获得间质和间质头皮VEEG数据的区域以及功能皮层区域。单个颅内硬膜下电极阵列的大小是根据3D MR成像、MEG SEF和MEGSSs获得的数据准备的。

  神经导航

  脑磁图数据被整合到神经导航系统中,以获得MEGSSs和体感、听觉和视觉诱发磁场的三维定位。这些信息在手术时被记录到大脑皮层。神经导航系统引导神经外科医生放置硬膜下网格以覆盖SEF的位置和MEGSSs的边缘,这些区域在手术过程中用字母标记。手术中所使用的数码照片,在捕捉到足够数量的癫痫个案后,可作为日后制订手术计划的参考。

  确定切除范围

  在植入颅内电极以记录手术外癫痫发作后,患者通常在24小时内进行脑部CT扫描。术后CT的网格定位数据与术前脑磁图数据融合,将硬膜下网格映射到大脑皮层的感兴趣区域。发作区、症状形成区和刺激区由颅内VEEG记录识别,并映射到硬膜下网格的适当区域。在几次习惯性癫痫发作后,通过考虑发作区、刺激区和MEGSSs,将需要切除的区域绘制成地图。最终的神经外科地图是在考虑癫痫控制的可能性、可能的功能缺陷和病人的生活质量的情况下绘制的。

  MEG在癫痫手术失败后的作用

  顽固性癫痫切除术后20-60%的患者发生持续性癫痫发作。由于初始切除不充分、颞叶癫痫的中颞叶结构激活或附近形成一个独立的癫痫发生区,大多数患者会出现反复发作或持续性发作。切除后的脑移位可能导致这些患者的解剖结构严重扭曲。在这种情况下,MEG优于头皮脑电图,因为它的磁场不会被颅骨缺损和脑脊液集合所扭曲,从而导致头皮脑电图定位错误。磁脑造影已被用来成功地定位迟发性癫痫复发患者的残留致痫区,在这些患者中,磁共振成像显示没有残留的异常,头皮脑电图也没有偏侧。

  MEG技术的未来应用

  目前正在开发几种方法,以推进由多个传感器线圈收集的三维磁场数据的分析,以改善癫痫灶的定位和雄辩的大脑功能。未来,当癫痫样放电在头皮脑电图上呈现弥漫性半球分布或双侧同步棘波时,可采用动态统计参数地图和梯度磁场地形图来显示癫痫棘波在癫痫区内运动的动态变化。目前,空间滤波可以通过SAM应用于MEG数据。SAM虚拟传感器分析揭示了癫痫样放电的形态特征、位置和分布,与硬脑膜下脑电图记录所显示的相似。使用SAM可以可靠地进行初级运动皮层和语言功能的无创定位,为外科手术指导提供了可靠和准确的皮层功能测量。

  James T.Rutka教授表示:在理想的情况下,最有用的是MEG技术的发展,它能将住院数据映射到神经外科地图上。随着脑磁图技术的改进和软件设计的进步,癫痫发作时头部运动等因素也被考虑在内,脑磁图对发作区域的精确识别可能成为现实。

  除了以小儿癫痫,还以小儿脑干胶质瘤和小儿髓母细胞瘤的临床诊疗为亮点,James T.Rutka教授以颅内肿瘤为主,在胶质瘤、纤维瘤、颅咽管瘤室管膜瘤等多种脑肿瘤疾病诊疗中积累了丰富的临床经验,目前教授已经发表了超过500多篇的文章,为挽救小儿脑肿瘤患儿做出了卓越的贡献。想要远程咨询儿童神经外科大师,患者及家属可预约报名。

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