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1、脑磁图在癫痫外科中的应用,南京医科大学附属脑科医院神经外科 常义 张锐,概 述,CT、MRI、功能性磁共振成像（fMRI）、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、正电子发射断层扫描（PET）等问世和临床应用，为神经科学的发展发挥了巨大作用。,概 述,脑磁图（MEG）的研制成功、日臻完善和临床应用，不仅使神经科学的诸多研究、诊断和治疗发生重大变化，而且使神经外科发展的理念、诊断技术、手术方法选择、治疗目标和评估以及相关研究发生重大影响和突破,概 述,改变了CT、MRI、PET、SPECT等时间分辨率低和静止图像的现状，而是能够叠加在MRI的图像上可以动态观察和确定大脑神经功能活动起源及传导通路
2、 提供精确、适时的三维神经功能活动的立体定位解剖图像 MEG与MRI相融合的全新学科即磁源成像(MSI),MSI图像,致痫灶,海绵状血管瘤,MEG的发展历史,对大脑电磁信号的研究由来已久，直到20世纪60年代末，美国麻省理工学院David Cohen首次使用超导技术在屏蔽室内测量磁场，并用超导量子干涉仪(SQVID)作为传感器完成了人们脑磁场测量，成为该技术的开拓者 历经计算机和信息技术的迅速发展，对MEG的深入研发，直到20世纪80年代已由单通道发展至37-64通道传感器装置，并应用于癫痫的功能检查和诊断 80年代中期MEG与MRI叠加产生了磁源性成像(MSI) 90年代初期,研制成功现代全
3、头型128-248个探头的MEG，只需一次检查即可采集到全头的脑磁信号，检查时间缩短到1h，资料分析缩短至2h，并且提高了抗外界磁场干扰的能力,与MRI叠加后形成的MSI更加准确，同时与计算机导航手术系统相融合，从而瞬时间准确反映解剖学定位、脑功能和传导径路变化，为神经科学、神经外科和精神科学的基础研究和临床应用开辟了新纪元,MEG的发展历史,我院2006年2月引进CTF脑磁图： 275-信道脑磁图，64-信道脑电图全头型测量系统,脑磁图系统的相关组成和特点,MEG系统结构复杂，是多学科共同协作和组成的结果。包括屏蔽装置，低温传感器，降噪装置、电子学、低温学、软件流程、信息数据处理、编译、计算
4、机系统设计和极为精密的机械加工工程技术 MEG内含有EEG检测采样，三围数字化定位仪、视觉、体感刺激器、手指运动触发和视听监护系统。其中最关键的传感器超导量子干涉仪（SQVID） 传感器采取的磁场信号由电缆线传出，经过SQVID放大器及转换处理后和EEG检测信号一并传送至屏蔽室外的主机控制台，并用计算机软件控制SQVID电路，同时对其进行加权调整和通道设置。,脑磁图系统的相关组成和特点,计算机对主机所采取的数据进行放大、滤波、去除漂移、叠加等处理后再传送至显示器和存储器MEG包含由计算机控制的多种刺激系统，如听觉、视觉、体感等不同刺激和触发信号以及EEG放大、显示和记录系统屏蔽室内外设有摄像、
5、对讲、激光打印及添加液氮等系统装置,脑磁图系统的相关组成和特点,脑电磁场尽管十分微弱，但MEG具有极高的时间和空间分辨率，分别为1ms和2mm，明显优越于其他检测方法 PET分别为70s和3mm；SPECT分别为1000s和7mm；MRS为100ms和10mm，MRI为5s和2mm；侵入性EEG为1ms和20mm,MEG与EEG比较,与临床最常应用的EEG相比较，MEG具有诸多特点：MEG探测器不与头部直接接触，不用电极膏避免接触不良产生的干扰MEG可以同时测量交流和直流电磁场；MEG可以随意改变空间位置，获得三维生物磁场分布MEG主要反映切线偶极子磁场，能够显示EEG隐藏的偶极子电源MEG不
6、用参考电极，所反映的是绝对测量值,MEG与EEG比较,MEG测量细胞内电流磁场，定位局限且准确，误差率低术中皮质电极脑电图、深部脑电图及术前硬膜下皮质电极脑电图对癫痫的定位具有特殊重要价值MSI与侵入性电极检查具有极高符合率。但颅内植入性电极检查具有损伤性及出血、感染等并发症，而MSI则完全弥补了其不足,MEG和MSI在神经外科的应用,脑功能区定位,MEG可以在MRI影像上明确标记脑主要功能区，实现无创脑功能成像，同时与计算机导航系统融合，为手术入路方案制定，术中选择最佳入路而避免损伤脑功能区提供可靠依据MEG的诱发磁场（evoked magnetic field）可以对皮质感觉区、视觉中枢、
7、听觉中枢、嗅觉中枢、运动中枢及语言中枢等功能区进行定位。特别在颅内肿瘤或其他占位性病变引起解剖结构被挤压、推移使功能区发生移位后的确切部位，则可以避免术中损伤不同性质的致痫灶位于重要功能区，MEG检查对手术入路和改变手术方式或治疗方案具有重要意义。,脑功能区定位,目前临床常用的MEG检查项目有体感诱发磁场（Somatosensory evoked magnetie fields SEFs） 听觉诱发磁场(auditory evoked magnetic fields AEFs) 视觉诱发磁场(visual evoked magmetic fields VEFs) 运动诱发磁场(motor ev
8、oked magnetic fields ) 语言中枢定位(language evoked magnetic fields ),体感诱发磁场(SEFs),刺激方式: 持续3脉冲/秒刺激频率,刺激强度调整至拇指抽动,大约为1-15毫安. 刺激部位:正中神经 数据采集:SEF采集模式,听觉诱发磁场(AEFs),刺激方式: 单音信号刺激, 刺激频率为600HZ,强度为120分贝, 刺激部位:双耳tone音刺激 数据采集:AEF采集模式,视觉诱发磁场(VEFs),刺激方式: 交替黑白格板刺激 刺激部位:双眼交替刺激 数据采集:VEF采集模式,Waveforms,Dipole Based source
9、localization,SAM based source localization,运动诱发磁场,动作诱发:给予双耳tone音120db刺激后嘱患者自主对指运动,频率0.05HZ. 数据采集:Motor采集模式,病例1 左顶胶质瘤,病例2 右颞顶占位 女性，56岁，头痛、恶心15天。,LEFT,RIGHT,病例3 右顶占位 女性，41岁，左上肢麻木两个月。,语言中枢定位,刺激方式: 文字识别刺激，以确定受试者的反应。 数据采集:Language采集模式,Language recognition,Imaging language function,Language production,MEG
10、在癫痫外科中的应用,癫痫外科治疗的目标是去除致痫灶和阻断癫痫传导径路，从而达到癫痫停发或减少发作我国癫痫患者达数佰万之多，虽然抗癫痫新药不断问世，但临床实践证明仍有约20%的患者长期服药无效而迁延为难治性癫痫，而成为神经外科干预的筛选目标癫痫外科术前评估和致痫灶的精确定位是手术成功的关键。长期以来，头皮EEG和视频EEG及MRI对开展癫痫外科虽有帮助，但仍远远不够。创伤性植入电极描记技术虽然提高了定位精确度，但其风险性不宜被接受而难以推广,MEG在癫痫外科中的应用,MSI是将MEG与MRI融合的一种功能成像技术，可以把大脑皮质神经元电活动产生的磁信号在颅外采集处理后，将磁信号空间位置融合对应于
11、MRI图像相应的解剖部位，直接客观地显示了局部神经元活动情况。由于MEG具有极高的时间和空间分辨率，对癫痫的术前定位具有特殊优势MSI的优势不仅是无创伤性，主要是可以勾画出脑的重要功能区与癫痫灶之间的解剖关系，如与计算机导航手术系统相结合，则更加准确地切除致痫灶而不损伤重要功能结构,MEG在癫痫外科中的应用,脑磁图探测皮质2mm癫痫灶电活动。同时以其极高的时间分辨率区分原发灶和所谓的“镜灶”，这是以往任何电生理检查难以做到的。MEG由于灵敏度高，不仅在癫痫发作间期有较高阳性率，而在发作期则定位更为可靠MSI对不同病因引起的症状性癫痫更具有重要价值，则术前可以明确病变与癫痫灶的关系，为既切除病变
12、同时切除癫痫灶的手术方案提供依据术前脑电图检查和术中皮质EEG及深部EEG描记不仅可以提供更为完整资料，而且可以提高诊断精确度。MSI与侵入性电极定位符合率可达80%以上,MEG在癫痫外科中的应用,颞叶癫痫是最常见的一种类型，约占癫痫的70%。MSI对颞叶外侧致痫灶灵敏度极高且定位精确，但对颞叶内侧致痫灶则明显差于前者，而MRI、PET、蝶骨电极及深部电极则更具有诊断和定位价值癫痫术后复发除了致痫灶未完全切除外，医源性因素是重要原因之一。而MSI则不受脑组织解剖改变等因素影响，仍然能够进行精确定位。因此，MSI在癫痫外科治疗中已成为术前诊断、手术方案制定、手术入路选择和术后疗效评估的突破性技术
13、,病例1,男性，35岁 5月时有高热惊厥史，有脑炎病史，经治后愈。 10余年前出现临床发作：意识模糊，抓物，走动，持续5分钟后缓解。无明显预兆。有口部自动症。偶有攻击行为。（精神运动性发作）严重时有意识丧失，四肢强直抽搐。（继发全面强直阵挛发作）。 发作逐渐频繁，有时一日数次；大发作增多3-4次/月。记忆力、智能下降，人格改变。 服药：卡马西平、丙戊酸钠、奥卡西平（目前奥卡西平300mg 2/d）最大量600mg3/d,相关检查,记忆量表：50（记忆力低下） 智力：89 MMPI：焦虑、抑郁；躯体主诉多，思维紊乱，社交内倾。 常规头皮脑电图、蝶骨脑电图，长程（1小时）：正常脑电图,MRI、MRS,右侧海马硬化,长程视频脑电监测,癫痫起源于右侧颞叶。 临床发作类型：精神运动性发作 详见视频脑电图(视频脑电)。,脑磁图,致痫灶位于右侧颞叶,术前评估,诊断：右侧颞叶癫痫（内侧型） 治疗：手术（右侧前颞叶+海马、杏仁核切除术）,致痫灶定位与功能区定位融合,指导手术方式的选择 有利于提高治疗效果 有利于重要功能的保护 神经导航技术的应用（磁源影像引导）更增加了手术的精确性,致痫灶与语言功能区,致痫灶、病灶、运动功能区定位,谢谢,
