18F-FDG PET与MRI在难治性颞叶癫痫定侧诊断中的价值研究

赵春雷，陈自谦，钱根年，杨忠东，王楷堂

（第二军医大学福州临床医学院（南京军区福州总医院）医学影像科，福建 福州　350025）

◁中枢神经影像学▷

18F-FDG PET与MRI在难治性颞叶癫痫定侧诊断中的价值研究

赵春雷，陈自谦，钱根年，杨忠东，王楷堂

（第二军医大学福州临床医学院（南京军区福州总医院）医学影像科，福建 福州350025）

目的：探讨18F-FDG PET与MRI脑代谢显像对颞叶癫痫（TLE）致痫灶定侧的诊断价值。方法：对78例资料完整的难治性TLE患者进行回顾性分析，以病理结果为金标准，对其常规MRI、MRS、18F-FDG PET检查及三者联合诊断在TLE定侧上的检出准确率进行比较、分析，以评价其价值。结果：本组78例难治性TLE患者均行前述三种检查，经统计学分析，致痫灶侧NAA/（Cho+Cr）及SUVmean低于健侧，三种检查定侧检出准确率分别为33.33%（26/78）、58.97%（46/78）及85.89%（67/78），三者联合诊断准确率为89.74%（70/78），经卡方检验分析，得到χ2=73.090，P＜0.001，可以认为总体差异有统计学意义，采用分割卡方进一步的两两比较，对P值进行校正，以 0.008为标准，可以认为常规MRI与MRS（χ2=10.317，P=0.001）、18F-FDG PET（χ2= 44.758，P＜0.001）、三者联合（χ2=52.433，P＜0.001）差异均有统计学意义；MRS与18F-FDG PET（χ2=14.158，P＜0.001）、三者联合（χ2=19.366，P＜0.001）差异均有统计学意义；尚不能认为18F-FDG PET与三者联合（χ2=0.539，P=0.463）差异有统计学意义。结论：MRS定侧检出准确率明显高于常规MRI，在临床癫痫影像诊断时可先利用MRI进行诊断，但应尽量同时行常规MRI及MRS检查，若经前述检查仍无法准确定位，有条件者可进行18F-FDG PET检查，三者联合应用可显著提高癫痫致痫灶定侧检出准确率。

癫痫，颞叶；磁共振成像；正电子发射断层显像术；氟脱氧葡萄糖F18

癫痫是以由于神经元兴奋和抑制失衡导致神经元群同步异常放电为特征的中枢神经系统功能失常综合征，其中约60%～70%为颞叶癫痫（Temporal lobe epilepsy，TLE），且多属药物难治性癫痫[1]。随着癫痫外科治疗的广泛开展，完善的术前评估显得尤为重要，传统的神经电生理监测如脑电图，以及快速发展的影像学检查如常规磁共振（MRI）、磁共振波谱（1H-MRS）、18F-FDG PET、脑磁图等为癫痫的规范化外科治疗提供了有力支持[2-3]。笔者对78例癫痫患者MRI、PET检查及病理、随访结果进行回顾性分析、研究，旨在对其诊断价值与效能进行研究和评价。

1　材料与方法

1.1研究对象

2008年1月—2014年6月，经我院神经外科癫痫中心确诊为难治性TLE并接受手术治疗的患者78例，其中男49例，女29例，年龄4～45岁，中位年龄（21.73±8.15）岁。病程1～19年，平均（8.34±4.57）年。所有患者资料完整，术前均行常规MRI、MRS、18F-FDG PET脑代谢显像，所有患者无其他神经内、外科及精神类疾患，头部影像学检查除海马硬化外，余未见明显结构性异常；术后随访疗效显著，均有病理结果证实。

1.2检查方法

1.2.118F-FDG PET检查

扫描仪器为美国GE公司生产的Discovery LS PET/CT扫描仪，CT所用的参数为：150mA，120 kV，层厚及层间隔为4.25mm；PET显像剂18F-FDG由我院PET/CT中心PETtrace回旋加速器系统和化学合成系统生产，放射化学纯度＞95%。患者检查前禁食6小时以上，血糖控制在正常范围。患者静脉注射18F-FDG显像剂（5.55～6.66MBq/kg），视听封闭后卧床休息45～60min。扫描全脑CT图像后，采用3D采集方法行全脑PET图像采集，由GE公司Xeleris工作站获得融合图像。由两位有经验的PET/CT诊断医师进行双盲目测法和半定量分析阅片：①连续在两个平面及以上出现明确的高或低代谢区为异常；②测定双侧颞叶内侧区域SUVmean值（镜面勾画4个直径0.5 cm感兴趣区，并计算SUV平均值），并计算代谢性分布不对称指数 （Asymmetry index，AI），以AI大于15%诊断为致痫灶侧。AI=[（SUV病灶ROI-SUV对侧ROI）/（SUV病灶ROI+SUV对侧ROI）]× 100%×2，SUV病灶为异常脑区SUV，SUV对侧为异常脑区对侧SUV。SUV为标准化摄取值（Standardized Uptake Values）。

1.2.2常规MRI及MRS检查

采用 GE Signa Excite 1.5T或 Siemens Trio Tim 3.0T超导磁共振扫描仪，头部正交线圈，固定受试者头部，双耳佩戴耳机以减少噪音刺激。常规MRI：各例均行常规头颅横断面T1WI、T2WI、液体衰减反转恢复（FLAIR）序列，对海马区进行垂直海马长轴的斜冠状面的T2-FLAIR序列扫描。1H-MRS：选取垂直于海马长轴斜冠状面作为定位图像，感兴趣区（ROI）定位于双侧颞叶的内侧区域（包括海马的一部分以及海马以外的颞叶灰质），采集使用化学位移成像中的点分辨自旋回波序列，生成相应ROI的代谢物谱线。观察海马区1H-MRS谱线基线稳定性及信噪比，选择基线平稳、信噪比较好的谱线进行分析。选择N-乙酰天门冬氨酸（N-acetylaspartate，NAA）、胆碱（Choline，Cho）、肌酸（Creatine，Cr）代谢物峰作为研究指标，根据其化合物的峰值下面积记录数据结果并计算NAA/（Cho+Cr）比值。

1.2.3数据处理

采用SPSS 22.0统计分析软件对两侧海马区1H-MRS及18F-FDG PET显像参数值采用t检验进行比较分析。对常规MRI、MRS、18F-PET脑显像及三者联合应用的致痫灶检出准确率进行多组间卡方分析，评价各方法对TLE定侧诊断的价值。

2　结果

病理结果：78例患者均行手术治疗，术毕后临床症状明显缓解、消失，行视频脑电图检测，异常波发放明显减少或消失。术后病理证实均有不同程度的神经元细胞变性、减少、缺失，小胶质细胞增生及噬神经现象。

本组33例患者常规MRI显示海马硬化的改变，其中，可准确定侧癫痫26例，表现为双侧海马大小不对称，硬化海马体积缩小者15例，海马信号欠均匀、一致，T2WI-FLAIR可见局灶性信号增高者14例；双侧颞角不对侧，硬化侧颞角较对侧不同程度扩大者16例；7例患者假阳性，表现为致痫灶对侧异常信号改变和/或海马体积缩小、同侧颞角扩大，定位诊断错误。余45例患者常规MRI未见异常，呈假阴性表现（图1）。

以NAA/（Cho+Cr）小于0.68或者双侧差异大于7%为癫痫定侧标准，本组56例患者单侧或双侧NAA峰可见不同程度降低，Cho、Cr峰可见不同程度增高，NAA/（Cho+Cr）比值有不同程度减低，其中32例为单侧异常，致痫灶侧定位明确（图2，3），14例为双侧异常但双侧差值显著，能够定侧致痫灶，8例双侧海马区NAA/（Cho+Cr）减低但差异太小，无法定侧致痫灶，2例MRS结果表现为致痫灶对侧海马区代谢减低显著，定位错误。MRS未见异常者22例，表现为NAA/（Cho+Cr）未见明显减低。经统计学分析，患侧NAA/（Cho+Cr）值低于对侧，差异显著，有统计学意义（见表1）。

本组病例中，76例患者18F-FDG PET脑显像表现为单侧或双侧颞叶局限性或广泛性代谢减低，其阳性率为97.43%。目测分析法与半定量分析法结果基本一致，67例患者能够明确定侧，AI均＞15%，其中43例低代谢灶位于单侧颞叶，致痫灶定位明确（28例位于内侧颞叶，15例单侧颞叶内外侧均见代谢减低，见图4，5）；24例双侧颞叶代谢减低，但以一侧颞叶内侧代谢减低显著，AI均超过15%，可明确致痫灶定位。9例患者因双侧颞叶代谢减低程度较一致而不能明确定位，其中3例为左颞叶癫痫，6例为右颞叶癫痫。经统计学分析，患侧SUVmean低于对侧，差异显著，有统计学意义，见表1。

三种检查方法联合应用进行癫痫定位，若常规MRI可明确异常，则可以此判定致痫灶位置，若常规MRI阴性，MRS或PET显像出现确切阳性表现，则根据后二者结果进行定位。经三分法联合应用准确定位70例癫痫患者，其余6例患者中4例均未检出（假阴性），2例定侧错误（假阳性），后经颅内电极脑电图定侧并手术治疗。常规MRI、MRS、18F-PET脑显像及三者联合应用的结果与金标准（术后病理）进行卡方检验（见表2），得到χ2=73.090，P＜0.001，可以认为总体差异有统计学意义，采用分割卡方进一步的两两比较，对P值进行校正，以0.008为标准，可以认为常规MRI与MRS（χ2=10.317，P=0.001）、18F-FDG PET（χ2=44.758，P＜0.001）、三者联合（χ2= 52.433，P＜0.001）差异均有统计学意义；MRS与18FFDG PET（χ2=14.158，P＜0.001）、三者联合（χ2= 19.366，P＜0.001）差异均有统计学意义;尚不能认为18F-FDG PET与三者联合（χ2=0.539，P=0.463）差异有统计学意义。

表1　病灶侧与健侧1H-MRS及18F-FDG PET参数值的比较（means±SD）

表2　三种检查方法及联合应用对TLE致痫灶定位检出准确率分析（%）

图1男，21岁，发作性发呆、四肢僵直抽搐反复发作5年。图1a：为常规MRI T2加权像，双侧颞叶未见异常；图1b，1c：为MRS结果，示左侧海马区NAA/（Cho+Cr）减低显著，右侧为阴性表现（红箭所示）；图1d，1e：为18F-FDG PET轴位及冠状位像，示左侧颞叶皮层代谢减低，以颞叶内侧为著，左、右侧SUVmean分别为3.61及5.29，AI值为37.7%（红箭所示）；图1f：提示左侧颞叶神经元细胞成条带状分布，神经元细胞少量丢失，并可见少量胶质细胞增生。

Figure 1.Male,21 years old,with recurrent seizures in a daze and stiff limbs and convulsions up to 5 years.Figure 1a:a conventional MRI T2weighted image,showing no abnormalities in bilateral temporal lobe.Figure 1b,1c:MRS results,showing a significant decrease in NAA/(Cho+Cr)on the left hippocampus and a negative result on the right(as shown by the red arrow).Figure 1d,1e:the18F-FDG PET axial and coronal images,showing the low metabolism of left temporal cortex and especially significant in the medial temporal lobe.SUVmean of the left and right temporal lobe were 3.61 and 5.29,AI value is 37.7%(as shown by the red arrow).Figure 1f:showed that the neurons in the left temporal lobe presented a strip distribution,while a small amount of neuronal cells were lost,and a small amount of glial cell proliferation was observed.

3　讨论

MRI及18F-FDG PET作为目前癫痫术前较为常用的检查手段，能够帮助了解脑的精细解剖结构及代谢变化情况，对颞叶萎缩、海马硬化、胶质增生的诊断比较敏感、准确，在癫痫灶的定位中具有一定的临床价值[2-3]。本研究对常规MRI、MRS、18F-PET脑显像及三者联合应用对TLE的检出准确率进行回顾性分析、研究。

从本组研究结果看，26例患者通过常规MRI检查可以发现不同程度海马硬化改变且与术后病理一致，与Goncalves等[4]学者的研究相比，本组研究检出率较低（33.33%），可能与研究对象选择有关，在本组研究中严格排除神经精神类疾病患者，且回顾性分析图像，除海马硬化外，余可见结构性异常患者均排除在本组研究之外。从本组研究结果看，常规MRI对TLE检出率明显低于其他三者，主要原因在于结构改变往往发生于功能改变之后，多数学者研究认为只有当海马神经元丢失超过50%，MRI才能观察到形态学异常[5]，因此，常规MRI对癫痫的早期诊断敏感性较低，具有一定局限性，尚需与其它检查技术相结合。

MRS和常规MRI基本原理相同，MRI检查是通过磁共振信号的空间位置形成直观的解剖图像，MRS则是通过接受组织的自由衰减信号，经过快速傅里叶转换成振幅-频率形式的曲线来反映组织的代谢改变，其基本成像原理包括化学位移和J-耦合两种物理现象[6]。MRS中，波峰下面积反映组织中特定代谢物的相对浓度，点分辨自旋回波序列（PRESS）适用于长TE（135～270 ms）的化合物，如NAA、Cr、Cho等，因其谱线简单，信噪比高，易于定量，且NAA/（Cr+Cho）可以作为反映致痫病灶内神经元丢失或功能障碍、胶质细胞活化的指标[7-8]，故本研究也采用该序列扫描，从研究结果看，其对癫痫准确定侧的检出准确率高于常规MRI，低于18FFDG PET及三种方法联合应用；经统计学分析，致痫灶侧NAA/（Cho+Cr）低于健侧，提示该指标具有诊断价值；本组部分患者出现假阴性（双侧颞叶比值均未见明显减低），可能是由于病变程度较轻所致；而单侧颞叶比值降低者，均准确定位致痫灶，提示该方法特异性较强；另部分患者出现双侧颞叶比值减低，可能是由于癫痫发作时，患侧致癫痫灶的异常放电由一侧的杏仁核、海马经穹隆联合和前连合到达对侧的海马、杏仁核，引起对侧脑组织神经递质失衡和代谢改变，导致神经元变性和死亡，若两侧变化程度基本一致，则仍无法定位，出现假阴性，若对侧变化更为显著则可出现假阳性。从本组研究看，利用1H-MRS对海马区进行定位时，应尽量避开周围脑脊液和脑白质，可取横断面海马最大平面，并结合冠状位和矢状位，选择合适的体素块使海马组织完全充填，否则体素块太小可能使病灶排除在外而影响测量的精确度；此外，应以海马为中心，相对固定ROI的范围，并规定其前、内和下界，以增加测量的精确性和可操作性。本研究所有MRS数据的收集和后处理均由标准模式自动获得，可尽量降低操作者造成的人为影响，增加测量的可重复性。

Engel等[9]最早利用PET进行致痫灶定侧研究，他们发现癫痫发作期脑皮层异常放电致局部组织能量消耗明显增多，18F-FDG摄取增高，在PET显像上表现为局部的高代谢，而发作间期，18F-FDG摄取减少，在PET显像上表现为低代谢。本组78例患者18F-FDG PET脑显像异常代谢区检出率为97.43%，经统计学分析，致痫灶侧SUVmean低于健侧，18FFDG PET脑显像对TLE定位检出准确率为85.89% （67/78），高于常规MRI及MRS检查结果，提示其为TLE患者术前定位致痫灶较为灵敏、准确、有效的一种检查手段。本组中尚有部分病例利用PET显像不能准确定位致痫灶，2例患者双侧颞叶代谢未见明显减低，可能与患者病程较短、癫痫发作次数较少等因素致局部病理、功能变化较小有关[10]；9例双侧颞叶内、外侧皮层代谢减低，且范围广泛，不同程度大于致痫灶，这与Won等[11]学者的研究结果一致，反映了部分癫痫患者功能受累的脑组织范围往往较大，这与局部癫痫灶长期反复发作导致周围相对健康的神经元微结构和生理活性下降有关。

如果联合三种检查手段，其对致痫灶定侧检出准确率高于常规MRI及MRS，但与18F-FDG PET比较无明显统计学差异，这提示在临床癫痫影像诊断时可先利用MRI进行诊断，但应尽量同时行常规MRI及MRS检出，若经前述检查仍无法定位，有条件者可进行18F-FDG PET检查，三者联合应用可显著提高癫痫致痫灶定侧检出准确率。

[1]Fisher RS,Van Emde Boas W,Blume W,et al．Epileptic seizures and Epilpsy:definitions proposedby the International League Against Epilepsy(ILAE)and the International Bureau for Epilepsy(IBE)[J]．Epilepsia,2005,46(4):470-472．

[2]Robert D,Elwes C．Surgery for temporal lobe epilepsy[J]．BMJ, 2002,324(2):496-497．

[3]Hany TF,Steinert HC,Goerres GW,et al.PET diagnostic accuracy:improvement with in-line PET-CT system:initial results[J]．Radiology,2002,225(2):575-581．

[4]Goncalves PPM,Oliveira E,Rosado P.Relative localizing value of amygdalo-hippocampal MR biometry in temporal lobe epilepsy [J].Epilepsy Res,2006,69(2):147-164.

[5]Park SA,KimGS,Lee SK,et al．Interictal epileptiformdischarges relate to1H-MRS-detected metabolic abnormalities in mesial temporal lobe epilepsy[J].Epilepsia,2002,43(11):1385-1389．

[6]Smith JK,Castillo M,Kwock L．MR spectroscopy of brain tumors [J]．Magn Reson Imaging Clin N Am,2003,11(3):415-429．

[7]GarciaM,Huppertz HJ,ZiyehS,et al.Valproate-induced metabolic changes in patients with epilepsy:assessment with1HMRS[J].Epilepsia,2009,50(3):486-492.

[8]Van der Hel WS,Van Eijsden P,Bos IW,et al.In vivo MRS andhistochemistryof statusepilepticus-inducedhippocampal pathology in a juvenile model of temporal lobe epilepsy[J].NMR Biomed,2013,26(2):132-140.

[9]Engel J Jr．Update on surgical treatment of the epilepsies[J]．Neurology,1993,43(8):1612-1617．

[10]Chandra PS,Vaghania G,Bal CS,et al．Role of concordance between ictal-subtracted SPECT and PET in predicting longterm outcomes after epilepsy surgery[J].Epilepsy Res,2014,108 (10):1782-1789.

[11]Won HJ,Chang KH,Cheon JE,et al．Comparison of MR imagingwithPETandictal SPECTin118patients with intractable epilepsy[J]．AJNR,1999,20(4):593-599．

A com parative study of18F-FDG PET and MRI in the localization of intractable tem poral lobe epilepsy

ZHAO Chun-lei,CHEN Zi-qian,QIAN Gen-nian,YANG Zhong-dong,WANG Kai-tang
(Department of Medical Imaging,Affiliated Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Command,Fuzhou Clinical Medical College of the Second Military Medical University,Fuzhou 350025,China)

Objective:To evaluate the value of18F-FDG PET and MRI in the localization of temporal lobe epileptic focus.Methods:Seventy-eight patients diagnosed as TLE underwent conventional MRI,MRS and18F-FDG PET brain imaging. With the pathological results as the gold standard,the accuracies of these three methods and combined application of these three methods were analyzed to evaluate the value of the methods mentioned above.Results:After statistical analysis,the values of NAA/(Cho+Cr)and SUVmean in the affected side were lower than that of the healthy side.The accuracy rates of these three kinds examinations and combined application of these three methods in localization of temporal lobe epileptic focus were 33.33%(26/78),58.97%(46/78),85.89%(67/78)and 89.74%(70/78)respectively.After the chi-square test,there was statistically significant difference(χ2=73.090,P＜0.001).Using the chi-square decomposition to further pairwise comparison with the P value corrected to 0.008 as the standard,the differences between conventional MRI and MRS,18F-FDG PET imaging,combined application were statistically significant(χ2was 10.317,44.758,52.433,respectively and P=0.001,P＜0.001,P＜0.001,respectively). The differences between MRS and18F-FDG PET,combined application were statistically significant(χ2was 14.158,19.366,respectively and P values are both less than 0.01).The difference between the18F-FDG PET and the combined application was statistically significant(χ2=0.539,P=0.463).Conclusion:MRI can be used in the clinical diagnosis of epilepsy,but the conventional MRI and MRS examination should be carried out at the same time,because the accuracy of MRS was significantly higher than that of conventional MRI.Patients should be examined by18F-FDG PET imaging if the patients were still unable to be diagnosed by the above examination and were willing to accept the examination.The combination of the three methods in localization of temporal lobe epileptic focus can significantly improve the diagnostic accuracy of intractable temporal lobe epilepsy.

Epilepsy,temporal lobe;Magnetic resonance imaging;Positron-emission tomography;Fluorodeoxyglucose F18

R742.1；R445.2；R817.4

A

1008-1062（2016）05-0305-04

2015-09-01；

2015-09-21

赵春雷（1978-），男，吉林洮南人，主治医师。E-mail：thunderinspring@126.com

陈自谦，第二军医大学福州临床医学院医学影像科，350025。E-mail：chenziqianfz@sina.com

2013年度全军医药卫生科研基金（编号：MS132）；福建省科技计划项目（编号：2016I0010）。