脑外科专家 顾建文教授

    多模态成像主要是整合神经活动的不同测量模式，研究大脑的结构-功能特征。其能够提供互补的成像信息，近年来广泛应用于大脑功能运作机制以及神经和精神类疾病的机制的研究。在癫痫方面也有大量文献研究癫痫灶的定位及癫痫的机制。

    同步脑电和功能磁共振（EEG-fMRI）

    1993年Ives等开创性地融合了EEG和fMRI两种成像模态。随着fMRI扫描过程中EEG采集技术的发展，使同步的EEG和fMRI技术（EEG-fMRI）在神经元活动电流源定位中的应用越来越广泛。EEG-fMRI提供了一种融合电生理和氧代谢变化的研究方法，反映脑组织内神经元电活动引起的代谢变化。EEG-fMRI结合了EEG高时间分辨率和fMRI高空间分辨率的优点，在研究脑电节律及癫痫上有很大的优势。在癫痫中，EEG-fMRI技术，能够在EEG上同时记录到癫痫放电活动，在fMRI上能够确定由这些癫痫放电引起的的BOLD信号变化区域，我们可以假设这些区域与癫痫放电有关，包括癫痫起源区，刺激区以及播散区（功能缺失或产生症状的脑区）。这些信息对癫痫的起源区定位、术前评估以及病理生理机制的研究等具有重要的意义。EEG-fMRI能够定位IED的位置，这些结果也有助于如何安置颅内记录EEG电极的位置，来确定发作的起源区。随着技术的发展，无创的EEG-fMRI技术有望在部分患者中替代有创的颅内EEG记录。

    在全面性癫痫中，主要的发现是丘脑和广泛皮层的BOLD活动的变化。其中最具代表性的工作是Gotman等利用EEG-fMRI分析了特发性全面性癫痫患者大脑的BOLD信号的变化。他们发现与癫痫棘慢波放电（Spike slow-wave discharges,SWDs）相关的BOLD信号增加（也称为激活）的区域主要位于双侧丘脑、额叶中部、岛叶和小脑；而降低的BOLD信号（也称为负激活）出现在前额及顶叶两侧的对称脑区、后扣带回/楔前叶及左后颞区。Hamandi等研究了包括特发性和继发性两类全面发作性癫痫，也发现类似的SWDs所致的BOLD信号模式的改变。这些研究推测丘脑的激活与SWDs的产生和传播有关，代表着维持SWDs所必须的皮层下活动；额叶皮层、后顶部皮层和后扣带回/楔前叶则代表了静息状态下脑的基线水平（即：脑功能的“默认状态”）的活动。在部分性癫痫中，癫痫放电引起的典型的BOLD活动的变化是皮层局灶的增加的BOLD活动，通常来说，这些激活区与临床电生理推测癫痫放电的起源区域一致。但是，有时也出现局灶的BOLD活动降低区，Kobayashi等推测这些负激活可能与棘波后面伴随的慢波成分有关，这种伴随的慢波成分，有可能是由于棘波放电后神经元的抑制所引起；与慢波成分的产生机制类似，癫痫棘波放电后的神经元抑制也可能导致这种负激活现象的出现。此外还在皮层下区域或者对侧的同源脑区出现BOLD活动的变化。这些结果说明部分性癫痫病灶或者其累及区域可能并不像临床电生理所认为的那样局限，来自fMRI的BOLD改变既反映了癫痫放电的起源和刺激区，也反映了癫痫放电传播所影响的其他脑区。一项由63个部分性癫痫患者组成的大样本数据研究，显示在68%患者中有显著的局灶BOLD活动变化，并且这些局灶激活区与临床电生理数据确定的放电起源高度的一致，而局灶的负激活与这些起源一致性较低。Kobayashi 等2006和Tyvaert 2008等人研究了皮层发育异常（灰白质异位）的癫痫患者，发现异位病灶、病灶周围皮质和远离于病灶的部位可以同时出现激活或负激活现象。在病理生理上异位灶本身有代谢的改变，这样fMRI的结果可能意味着癫痫放电不但包括病灶区还累及了病灶旁皮层区。Pittau等最新发表（2012）在Neurology上的的研究成果，发现在一组大样本的部分性癫痫中用3T-MRI能显示所有IED的BOLD活动区，在定位上比单纯头表EEG定位具有更高的特异性；这一发现，进一步证实在临床实践中，EEG-fMRI能更好地服务于癫痫灶的定位。最近，也有一些工作通过研究了癫痫放电引起BOLD活动变化的延迟时间，来推测EEG-fMRI获得的多个BOLD活动区中癫痫放电的起源。总的来说，EEG-fMRI能够提供一种无创的方法来确定由癫痫放电引起脑代谢改变的脑区，可以通过对比相应的BOLD变化的延迟时间来推测可能的起源，对于临床癫痫手术的术前定位具有重要意义。

    弥散张量成像和功能磁共振的融合（DTI-fMRI）

    DTI的白质纤维束追踪能够无创地构建活体上的白质情况，能实现运动通路（皮层-脊髓束）、感觉传入通路、语言通路（Arcuate Fasciculus）、视觉通路等人类重要功能的传导束的成像。在癫痫手术中，这些重要通路的预先确定有助保护患者的重要功能。对于手术计划，就需要对被试数据进行个体分析，必须识别与重要皮层区（如语言，初级运动、感觉皮层）相连接的白质纤维束，这些纤维束损伤后依然会损害相关的功能。结合fMRI的结果后用DTI纤维束追踪来描绘与这些重要脑区相连接的白质，是在个体水平的一种处理的有效方法。特别是对于手术紧邻这些重要区域或者是与它们相连接的纤维束时，这样的融合方式对术前评估很有用。最近有文献报告，用这种融合方式对皮质脊髓束及输入到初级感觉 皮质的纤维进行重建，并指导手术，取得了良好的术后效果。

    总的来说，目前应用于临床癫痫手术的定位和术前评估相对单一，欠精确；急需完善的精确的癫痫灶定位及术前评估系统，以扩大癫痫手术的治疗范围，缓解患者的病痛。目前，以MRI为代表的多模态神经成像方法已应用于临床科学研究，能够很好地进行癫痫灶的定位和重要功能区的定位，但目前这些科研成果，很少应用于临床实际应用。

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