3.0T MRI在儿童癫痫疾病的临床应用价值

摘要：目的" 探讨GE 3.0T SIGNA Architect多模态MRI技术在儿童癫痫疾病中的临床应用价值。方法" 回顾性分析广西壮族自治区妇幼保健院2021年6月～2024年4月临床诊断癫痫疾病0～12岁的MRI检查患者110例，男58例，女52例，年龄6.15±0.66岁。根据不同的检查设备将患者分为两组：A组（Philips 1.5T Achieva，n=55）采用矢位T2WI，轴位T1WI、T2WI、T2 FLAIR及DWI序列观察灰白质结构、脑回脑沟发育、颞叶海马结构大小体积及颅脑信号等；B组（GE 3.0T SIGNA Architect，n=55）采用轴位全脑BRAVO T1等体素薄层扫描序列，轴位CUBE T2 FLAIR等体素薄层扫描序列，轴T2WI扫描双侧海马，矢位T2WI，轴位MUSE DWI、ASL、DTI序列及MRS单体素或多体素，观察灰白质结构、脑回脑沟发育、颞叶海马结构大小体积及颅脑信号、ASL灌注情况、DTI神经纤维素及FA值增减、MRS代谢产物谱线增减等。结果" A组海马硬化/缩小5例（9.1%），皮层发育不良6例（10.9%），自身免疫性脑炎6例（10.9%），巨脑回畸形3例（5.5%）； B组海马硬化/缩小15例（27.3%），皮层发育不良16例（29.1%），自身免疫性脑炎14例（25.5%），巨脑回畸形10例（18.2%），ASL异常灌注23例（41.8%），波普代谢异常9例（16.4%）；扩散张量成像异常减少5例（9.1%）；A组和B组头颅癫痫在海马硬化/缩小、皮层发育不良、自身免疫性脑炎、巨脑回畸形、ASL灌注、MRS、DTI的诊断差异均有统计学意义（Plt;0.05）。结论" 3.0T多模态MRI扫描技术对癫痫患者颅脑形态及功能具有更全面和精确的影像评价。

关键词：癫痫；磁共振成像；皮层发育不良；海马；波谱成像；内源性动脉自选标记；扩散张量

Clinical application value of 3.0T MRI in pediatric epilepsy

CHEN Huiyan， LIANG Sha， WANG Yingfei， MA Hui， HUANG Huachi， HUANG Weibao

Department of Radiology， Guangxi Zhuang Autonomous region Maternal and Child Health Hospital， Nanning 530000， China

Abstract： Objective To investigate the clinical application value of GE 3.0T SIGNA Architect multimodal MRI technology in children with epilepsy. Methods A retrospective analysis was performed on 110 MRI patients aged from 0 to 12 years old who were clinically diagnosed with epilepsy in Maternal and Child Health Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region from June 2021 to April 2024， including 58 males and 52 females， aged at 6.15±0.66 years old. Patients were divided into two groups according to different examination of inspection equipment. Group A （Philips 1.5T Achieva， n=55） underwent sagittal T2WI， axial T1WI， T2WI， T2 FLAIR， and DWI sequences， focusing on gray matter structure， gyral sulci development， temporal hippocampus structure and volume， and craniocerebral signals. Group B （GE 3.0T SIGNA Architect， n=55） underwent a more comprehensive set of scans including axial whole-brain BRAVO T1， axial CUBE T2 FLAIR， axial T2WI bilateral hippocampus， sagittal T2WI， axial MUSE DWI， ASL， DTI sequences， and MRS monomer or polyvoxel scanning. Gray matter structure， gyri sulci development， temporal hippocampus structure size and volume， craniocerebral signal， ASL perfusion， DTI nerve cellulose and FA value increase and decrease， MRS Metabolites spectrum line increase and decrease were observed. Results In group A， 5 cases of hippocampal sclerosis/shrinkage （9.1%）， 6 cases of cortical dysplasia （10.9%）， 6 cases of autoimmune encephalitis （10.9%）， 3 cases of giant gyrus malformation （5.5%）; In group B， 15 cases of hippocampal sclerosis/shrinkage （27.3%）， 16 cases of cortical dysplasia （29.1%）， 14 cases of autoimmune encephalitis （25.5%）， 10 cases of macrogyrus malformation （18.2%）， 23 cases of abnormal ASL perfusion （41.8%）， and 9 cases of abnormal bopp metabolism （16.4%）. Diffusion tensor imaging abnormalities decreased by 5 cases （9.1%）.The diagnostic differences of hippocampal sclerosis/shrinkage in cephalic epilepsy， cortical dysplasia， autoimmune encephalitis， giant gyri malformation， ASL perfusion， MRS， DTI between group A and group B were statistically significant （Plt;0.05）. Conclusion 3.0T multimodal MRI scanning technique has a more comprehensive and accurate image evaluation of brain morphology and function in patients with epilepsy.

Keywords： epilepsy; magnetic resonance imaging; cortical dysplasia; hippocampus; spectral imaging; endogenous arterial self selection markers; diffusion tensor

癫痫是儿童常见的神经系统疾病，导致癫痫的原因包括先天的皮层发育不良、灰质异位、脑裂畸形等，也有后天的脑卒中、外伤及肿瘤导致的脑结构异常等［1-3］，儿童癫痫以局灶性皮质发育不良为常见原因［4］。海马硬化占13%～40%，对于药物难治性癫痫或继发性癫痫则需通过手术治疗［5， 6］，而3.0T高分辨率多模态多序列磁共振3D等体素薄层成像不仅可显示大脑形态细微结构，还可以进行物质代谢、灌注、纤维束等功能成像，通过多参数多模态多功能磁共振成像技术，可分辨常规头颅序列无法检测或疑似局灶性病变的影像［7］，为临床提供更合理有效的癫痫手术前病灶定位及预后判断和术后评估。以往临床诊断头颅癫痫病主要采用脑电图、CT、常规MRI扫描技术等容易造成误诊或漏诊［8］，随着磁共振技术飞速发展，高清高分辨超薄层等体素3D扫描技术及多种脑功能成像在临床应用日益广泛，如快速等体素颅脑T1（BRAVO T1）序列，等体素各向同性液体衰减反转恢复（CUBE FLAIR）T2脂肪抑制序列，MUSE DWI、内源性示踪剂动脉自旋标记（ASL）、磁共振波普成像（MRS）、磁共振弥散张量成像（DTI）等，均可提高脑部疾病的诊断［9， 10］。目前研究用MRS或3D T2 FLAIR序列在颞叶病变导致癫痫较多，但在儿童癫痫磁共振成像研究较少，如高清等体素BRAVO T1、DTI、静息态脑功能成像，有学者提出BRAVO T1和DTI儿童失神癫痫形态学改变［11］，而对于自身免疫性脑炎、海马缩小硬化等病症未有研究说明；有研究发现致痫灶于发作期ASL多呈高灌注［12］，但对于发作间歇期未有明确数据。本研究探讨3.0T MRI高分辨率多参数多序列多功能成像技术对儿童癫痫各类疾病的诊断效能，以期进一步提高儿童癫痫各类疾病做明确影像诊断分析，为临床提供有力的影像依据，有效减少漏诊误诊。

1" 资料与方法

1.1" 一般资料

回顾性分析在广西壮族自治区妇幼保健院2021年6月～2023年12月接受检查的头颅癫痫患儿，根据不同设备检查癫痫将患者分为A组：Philips 1.5T Achieva（n=55）、B组：GE 3.0T SIGNA Architect（n=55）。A组男29例，女26例，年龄6.12±0.68岁，B组男29例，女26例，年龄6.17±0.65岁。纳入标准：脑电图发现有明确的发作起源；无脑肿瘤、卒中、脱髓鞘及脑手术等病史；无长期接受药物治疗病史。排除标准：图像伪影较重，无法进行影像诊断图；无蛛网膜囊肿、肿瘤等所致的继发性癫痫。本研究获得广西壮族自治区妇幼保健院伦理委员会审核批准（审批号：[2020-01]52号），所有患者对本研究知情并签署知情同意书。

1.2" 研究方法

1.5T和3.0T扫描序列参数设置（表1～2）。矢位T2WI序列：层厚6 mm，层间距1 mm，轴位T1WI、T2WI、T2 FLAIR及DWI序列的层厚均为6 mm，层间距均为1.2 mm；轴位T2 FLAIR序列采用脂肪抑制技术，其翻转时间为2000 m；轴位DWI b值为800 s/mm2。

轴位BRAVO T1序列采用等体素薄层扫描，层厚为1 mm，无间距扫描，翻转时间为450 ms，翻转角为12°；轴位CUBE T2 FLAIR序列采用等体素薄层扫描，层厚为1.2 mm，无间距扫描，采用脂肪抑制技术，其翻转时间为1768 ms；轴T2WI序列层厚为2 mm层间距为0.3 mm，扫描区域为双侧海马，其矢位T2WI层厚为5 mm层间距为1 mm，MUSE DWI多次激励平面回波序列层厚为5 mm层间距为1 mm，b值为800 s/mm2；ASL序列层厚为4 mm，无间距扫描，延迟扫描时间为1525 ms和2525 ms；DTI序列层厚为5 mm，无间距扫描，b值为1000 s/mm2，总采集15个方向；多体素采集框大于单体素，主要由病灶的范围决定。

1.3" 后处理

通过GE的后处理工作站 AW4.7版本Readyveiw软件进行后处理。

1.3.1" 灌注重建及融合重建" "选中ASL序列进行图像后处理灌注分析及选中ASL图像与BRAVO T1序列或CUBE T2 FLAIR图像脑结构图像进行融合分析观察各脑叶的灌注情况。

1.3.2" 纤维素神经重建" "选中轴位BRAVO T1序列及DTI序列进行纤维素神经成像，对病变区FA定量值测定和对侧镜像FA定量值测定及进行全脑神经纤维成像或对病变区域勾画采集神经纤维成像

1.3.3" CUBE T2 FLAIR重建海马并进行波普扫描分析" "对CUBE T2 FLAIR 脂肪抑制序列进行海马冠矢轴重建，并以此做单体素（TE=35）MRS定位，避开空气、骨骼、脑积液等，多体素点分辨波谱技术（PROBE CSI TE=144），以海马为中心扫描，在ROI周边预置饱和带及波普分析软件进行MRS分析，自动识别计算代谢物N-乙酰天门冬氨酸（NAA） 、胆碱 （Cho） 、肌酸（Cr） 峰值、波峰下面积及NAA/（Cho+Cr），NAA/（Cho+Cr）lt;0.67为异常［10］。

1.4" 统计学分析

采用SPSS27.0软件对数据进行分析，计数资料以n（%）表示，组间比较采用卡方检验，以Plt;0.05为差异有统计学意义。

2" 结果

A组T1WI、T2WI及T2 FLAIR脂肪抑制序列发现海马硬化5例；T1WI、T2WI序列发现皮层发育不良6例；T1WI、T2WI、T2 FLAIR脂肪抑制及DWI序列发现自身免疫性脑炎6例；T1WI、T2WI及DWI序列发现巨脑回畸形3例；T1WI、T2WI、T2 FLAIR脂肪抑制及DWI序列MRI影像未见明显异常35例。1.5T MRI未进行ASL、MRS及DTI等功能性检查。B组使用1.5T MRI35例未见明显异常中的11例疑似海马硬化缩小，3例疑似灰白质异位，使用3.0T MRI检查发现10例为海马缩小，2例为灰白质异位。BRAVO T1及CUBE T2 FLAIR脂肪抑制序列发现海马硬化15例；BRAVO T1序列发现皮层发育不良16例；CUBE T2 FLAIR脂肪抑制及MUSE DWI序列发现自身免疫性脑炎14例；BRAVO T1及T2 WI序列发现巨脑回畸形10例；ASL异常低灌19例，ASL异常高灌4例；MRS海马代谢异常减低9例；DTI左侧神经纤维束异常减少5例。3.0T各序列影像疾病图（图1）。

A组与B组在海马硬化/缩小、皮层发育不良、自身免疫性脑炎、巨脑回畸形、ASL灌注、MRS、DTI的诊断差异均有统计学意义（Plt;0.05，表3）。

3" 讨论

本研究对55例患者进行了3.0T磁共振检查，其中包括使用1.5T磁共振检查疑似海马硬化/缩小或灰白质异位的情况。结果显示，在3.0T磁共振上能够明确诊断。此外，1.5T和3.0T在儿童癫痫各类疾病诊断的差异有统计学意义（Plt;0.05）。形态学及功能学均能够检测出不同性质的疾病。

在形态学方面，CUBE序列采用超长回波链和变换角技术，具有高空间分辨率，能清晰显示微小的异常变化，如海马硬化体积缩小等早期病变，且图像可多方位、重建观察［13］，有研究表明，CUBE T2 FLAIR序列与2D T2 FLAIR序列前者更具优势［14， 15］，1.5T疑似海马硬化缩小，在3.0T MRI的CUBE T2 FLAIR序列进一步检查得到确诊。BRAVO T1采用超短回波和小翻转角技术，可以有效减少血管搏动伪影［16］，展示大脑细节解剖结构，该序列具有良好的三维空间分辨率，可任意方位旋转重建观察病变组织，避免遗漏病灶［17， 18］，但因层厚薄，故信噪比相对降低。本研究中，1.5T影像显示未见异常但仍需进一步癫痫查因，在3.0T MRI的BRAVO T1序列进一步检查均得到确诊。

在功能学方面，ASL可显示异常灌注区域、MRS异常代谢以及DTI早期神经纤维束异常。在伴有BRAVO T1及CUBE T2 FLAIR序列异常信号改变时，ASL灌注显示不同时期发作的癫痫患者，脑血流量会随之增加或减小［19， 20］，ASL技术通过利用颈动脉内的水分子做标记和组织进行交换定量反映组织的灌注情况，这种示踪技术不需要注射外源性对比剂，故可重复性高［21］，适用于儿童癫痫灶的血流分析，可量化脑血流量［22］，避免对比剂对人体的潜在危害。根据研究表明Storti联合ASL灌注成像技术和脑源成像技术，可对病灶进行精确评估，减少脑功能区的手术创伤［23］。脑MRS对活体组织器官某个区域的能量代谢、生化改变及特定化合物进行定量分析，目前在颞叶癫痫中的应用研究也比较成熟，在致癫灶定位具有一定优势［24］，波谱能无创性分析脑组织细胞代谢信息，发现神经元的缺失和胶质增生，直接反映神经细胞的代谢变化从而间接证实病灶内组织病理学改变。既往研究表明，因线粒体脑肌病导致癫痫在多体素MRS出现乳酸峰［25］，TLE患者癫痫及继发全面性癫痫患者灶侧NAA/Cr、NAA/ （Cho+Cr）峰值低于对侧及正常健康者［26］。DTI是目前唯一病理状态下反映组织内水分子运动状态和人体组织内观察微结构进行活体研究的功能性检查［27］，其特征与言语的流畅度呈负相关［28］。有研究表明TLE患者大脑多区出现FA值较正常侧降低，可能是患者长期多次的异常放电，导致正常纤维束破坏［29］。通过各向异性分数值、平均扩散系数值等进行分析，评估病变早期神经受损情况，病程长短与白质纤维束受损程度相关。根据多种脑功能对癫痫患者的实验表明，ASL、MRS及DTI均能够辅助诊断癫痫、准确定位致癫灶，并判断脑功能区及纤维受损情况，为临床诊疗提供更为准确证据，行早期干预、提升预后效果。虽然ASL、MRS及DTI对头颅癫痫疾病功能检出均有不同优势，但目前还是有一定不足之处，如受到标记后延迟时间及患者体位影响较明显，且扫描时间较长［30］。MRS用于脑部疾病已成熟，但因海马解剖结构较小，需采用的扫描体素也减少，故其化学位移偏差较大，信噪比较低［31］，对技师扫描要求高。DTI作为新型技术仍有缺点，有研究证明它在评估脑胶质瘤预后效果和术后生存时间存在异议，可能跟FA值反映瘤肿的微观组织结构信息还不完全成熟［32-34］。

综上，与传统的2D序列相比，高清薄层3D序列在显示脑部结构形态方面具有明显优势，能够更清晰地展现患者脑部微观结构和变化，并且可以进行多角度重建处理，得到更全面、准确的脑部结构图像，为医生提供更丰富的诊断信息。在利用高清薄层3D序列进行脑部疾病诊断时，ASL和MRS技术它们通过检测血流灌注情况和代谢产物变化来反映患儿神经元损伤或兴奋状态，帮助医生判断疾病严重程度和范围。此外，DTI探索脑神经网络的结构和空间分布， 帮助医生了解神经纤维走向及连接方式， 为诊断治疗提供更精确信息。因此，3.0T MRI技术在评估癫痫患儿颅脑形态学和功能学方面具有更全面、更精确的影像表现，多序列、多参数、多功能联合成像技术可成为应用于癫痫领域的新方法。然而，本研究还存在样本量不足的局限，后期将通过前瞻性扩大样本量并优化扫描技术参数组合以提升癫痫疾病的影像诊断水平。

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（编辑：熊一凡）