磁共振新技术在癫痫研究中的应用

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1、 West China Hospital HMRRC磁共振新技术在癫痫研究中的应用磁共振新技术在癫痫研究中的应用四川大学华西医院 放射科临床磁共振中心 龚启勇，吕 粟 2009年9月Contents癫痫与功能磁共振背景1磁共振新技术在癫痫中的研究2对全面发作发病机制的研究用于致痫灶的探索用于术前功能定位小结3反复发作的神经元异常放电 癫痫与功能磁共振背景流行病学中国 9,000,000 患者癫痫与功能磁共振背景癫痫分类系统（ILAE）v 癫痫发作分类 发作症状 脑电图 癫痫综合征分类 发作类型 全身性 部分性 病因 特发性 隐源性 症状性癫痫与功能磁共振背景发作类型部分发作患者 (PS) 全面

2、发作患者 (GS)机制不清全面放电 局灶放电Commission on Classification and Terminology of the International League Against Epilepsy. Epilepsia 1981;22(4):489-501癫痫与功能磁共振背景癫痫病因 继发于肿瘤，感染等 疾病肿瘤出血区异常放电区 非继发（常规检查无 器质性）额叶癫痫：继发于肿瘤额叶癫痫：常规MRI无异常癫痫与功能磁共振背景抗癫痫药临床应用苯巴比妥1912年苯妥英钠1938年扑痫酮1952年乙琥胺1958年卡马西平1963年丙戊酸钠1963年氯硝西泮1975年氯巴占19

3、75年新抗癫痫药氨己烯酸1989年拉莫三嗪1991年非氨酯1993年托吡酯1995年左乙拉西坦1998年癫痫的治疗癫痫与功能磁共振背景癫痫的治疗目的： v 完全控制发作 v 无药物不良反应 v 提高生活质量很难达到！癫痫与功能磁共振背景癫痫的诊治存在的主要问题：功能结构部分发作患者 (PS)病灶定位 功能定位手术风险高， 后遗症多全面发作患者 (GS)病理机制控制发 作难研究热点！癫痫与功能磁共振背景X光CTMRIMRIPET血流、葡萄糖代 谢、氧耗fMRI结构功能高分辨简便、 无创为什么磁共振用于癫痫具有更好的优势癫痫与功能磁共振背景MRI能提供的信息癫痫与功能磁共振背景功能磁共振技术具有更

4、强的能力 广义：功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)是近几年发展起来的一种新的非介入性研究脑功能的成像技术,是研究人脑认知思维活动过程的强有力的工具。狭义fMRI就是以BOLD，ASL，VASO为基础的MR成像技术，反映人脑在接受各种感觉刺激时，特定区域出现的脑血液动力学变化，即局部脑血流(rCBF)量增加。癫痫与功能磁共振背景全面发作患者 (GS)了解病理机制控制发作提高生活 质量！应用功能磁共振研究全面发展的发病机制目前存在假说：皮层下起源：Meeren HK 等， 2004 Usp Fiziol Nauk皮层起源： Ma

5、rcus EM 等， 1968 Arch Neurol双起源： Gloor P， 1968 Epilepsia需要了解患者发作间期及发作期的脑功能改变！磁共振新技术在癫痫中的研究BOLD（blood oxygenation level dependent ） fMRI技术用于活体脑功能观察：通过血氧水平改变产生的磁共振信号变化来反映脑区活动状况的功能磁共振技术。磁共振新技术在癫痫中的研究BOLD信号反映了什么？ Bold 信号局部去氧 血红蛋白 比例磁共振新技术在癫痫中的研究BOLD信号反映了什么？ BOLD信号的 改变血流动力学改 变神经细胞 活动血流动力学改变输入输出磁共振新技术在癫痫中的

6、研究血氧水平依赖 （BOLD） 任务相关fMRI静息态fMRI磁共振新技术在癫痫中的研究没有任务刺激时，仍然存在BOLD信号的波动磁共振新技术在癫痫中的研究任务相关 fMRI结果任务状态 对照状态 =-任务状态功能磁共振的缺点 受任务设计的影响较大 需要较强的心理学背景 临床实用性不佳，很多任务病人无法完成 基线水平控制困难 静息态fMRI具有更好的临床实用性！磁共振新技术在癫痫中的研究如何定义静息状态 平躺，安静，无运动 闭眼，未进入睡眠 无系统思维活动磁共振新技术在癫痫中的研究利用静态fMRI，研究者发现患者全面放电时 某些脑区活动异常：红色代表活动增强（丘脑，岛 叶）蓝色代表活动减弱（扣

7、带，额 叶，顶叶）Gotman et al. PNAS 2005磁共振新技术在癫痫中的研究fMRIK. Hamandi et al. NeuroImage 2006功能改变是继发? or 原发? EEG ?磁共振新技术在癫痫中的研究排除3 天内有发作 的 患者3 天内没有发作的 患者9 PS 和 19 GS34 对照 TR 2000 ms Thickness 5 mm Matrix 64x64 FOV 24x24磁共振检查前20分钟确诊Lui et al. J Magn Reson Imaging 2008我们的工作磁共振新技术在癫痫中的研究Translation 6.3全面发作患者没有出现楔

8、叶和扣带回后部的活动结果Lui et al. J Magn Reson Imaging 2008磁共振新技术在癫痫中的研究F value Image组分析采用二值图法Binary ImageF 6.3Group analysis P 0.05, FWE方法Lui et al. J Magn Reson Imaging 2008磁共振新技术在癫痫中的研究ControlPSGSP 0.05, corrected全面发作患者组没有出现楔叶和扣带回后部的活动PCCMPFCPCCMPFCMPFC结果Lui et al. J Magn Reson Imaging 2008磁共振新技术在癫痫中的研究Cont

9、rol vs GSPS vs GSP 0.05, correctedPCCPCC对照和部分发作患者楔叶和扣带回后部的活动 较全面发作患者增加结果Lui et al. J Magn Reson Imaging 2008磁共振新技术在癫痫中的研究主成分独立成分分析Control GroupGS Group磁共振新技术在癫痫中的研究发作间期PSGS全面放电precuneus/PCC的异常 功能改变 Lui et al. J Magn Reson Imaging 2008磁共振新技术在癫痫中的研究意义GS vs PS: 更严重的注意力和记忆功能损害Episodic MemoryMental Flexi

10、bilityself-reflectionConcentration意义Lui et al. J Magn Reson Imaging 2008磁共振新技术在癫痫中的研究全面发作患者 (GS)丘脑，扣带回（ PCC）等区域如何发挥 作用，如 何控制发仍然需要进一步研究！磁共振新技术在癫痫中的研究部分发作患者 (PS)提高生活 质量！应用功能磁共振研究癫痫致痫灶定位的研究需要对致痫灶进行精确定位病灶定位切除病灶磁共振新技术在癫痫中的研究弥散张量成像原理示意图。图左上角显示水分子（绿球）在神经纤维（红 棒）中的弥散运动，其后显示的是如何将这一运动用公式模拟出来。 弥散张量成像可以反应微小结构改变用

11、于部分发作（PS）患者致痫灶的探索磁共振新技术在癫痫中的研究在继发性癫痫患者中，弥散张量成像揭示的致痫区与患者的病 灶一致黄色区域提示FA值降低及MD值增高的区域，该区域为巨脑回Rugg Gunn et al. Brain 2001磁共振新技术在癫痫中的研究弥散张量成像用于非继发的部分发作（PS）患者致痫灶 的探索纳入对象： v 十五例难治性癫痫患者：男性四例，女性十一例 （16 53岁）v 四十例健康对照：男性二十例，女性二十例（1652岁 ）v 患者常规MRI检查为阴性我们的工作磁共振新技术在癫痫中的研究基于体素的分析方法磁共振新技术在癫痫中的研究Chen & Lui, et al. Ep

12、ilepsy Res, 200811例患者发现局部MD增高，其中7例患者的MD增高区域中有与临床定位相同的区域磁共振新技术在癫痫中的研究Chen & Lui, et al. Epilepsy Res, 2008四例患者发现局部FA降低，其中只有两例患者的FA降低区域中有与临床定位相同的区域磁共振新技术在癫痫中的研究Chen & Lui, et al. Epilepsy Res, 2008我们发现 DTI可以提供比常规MRI更多的信息用于癫痫病灶的定位 MD比FA值更为敏感 DTI定位的敏感性和特异性有待进一步研究磁共振新技术在癫痫中的研究结合EEGfMRI用于部分发作（PS）患者致痫灶的探索

13、EEG具有高时间分辨率，空间分辨率低。 fMRI空间分辨率高，但时间分辨率不如EEGAbdulla, et al. Epilepsia, 2003磁共振新技术在癫痫中的研究利用EEG-fMRI 发现致痫灶区域位于枕叶The filtered EEG-fMRI of patient 7. EEG showing spikes (“C3-P3- O1” and “C4-P4-O2”). fMRI showed activation over the left parietal lobeLiu & Lui, et al. J Neurological Sciences, 2008我们的工作：结合EE

14、GfMRI用于部分发作（PS）患者致痫灶的探索磁共振新技术在癫痫中的研究部分发作患者 (PS)提高生活 质量！需要了解患者发作间期的重要脑功能区域！功能定位保留功能磁共振新技术在癫痫中的研究应用功能磁共振研究癫痫患者功能定位定位的研究fMRI用于癫痫术前重要脑功能的评估及定位术前常规检：右侧海马硬化44岁， 男性fMRI：右侧海马参与记忆 功能术后：患者视觉记忆功能受损 Janszky, et al. Epilepsia, 2005磁共振新技术在癫痫中的研究fMRI可以指导手术切除范围，减少功能损失，提 高患者生活质量我们的工作：对部分癫痫患者术前语 言及运动功能的定位癫痫患者执行产词任务时的

15、 功能激活区（Broca区）磁共振新技术在癫痫中的研究分子遗传学 影像医学临床医学磁共振物理学交叉 平台建立多学科交叉的医学磁共 振研究平台 癫痫发病机制的探索， 病灶及功能定位促进诊治及提高生 活质量小结临床诊断评估及 病理机制探索 结构信息功能信息结构与功能的结合能提供更多的信息传统的新型的小结神经疾病的病理机制研究 癫痫，AD等精神疾病的结构功能成像 分裂症、抑郁症等分子影像的应用 肿瘤及心血管分子影 像等图像处理软件的开发 医学影像后处理软件的开发等腹部疾病多模态成像 肝肾功能成像等磁共振成像序列的开发 磷成像等交叉研 究平台我们的研究方向小结ISMRM 2008 YIA Finalist Lui et al., JMRI, 2008抑郁症局部脑功 能状态的研究 Lui et al., Radiology 2009多模MR技术对 精神分裂症研究 Lui et al., AJP 2009癫痫局部脑功能 状态的研究 Liu et al., Epilepsia 2009小结欢迎到华西临床磁共振中心！West China Hospital HMRRChttp:/