腦灰質異位相關癲癇18F-FDG PET/MRI表現

黎穎昕,凌雪英,唐勇進,程 勇,徐 浩

(暨南大學附屬第一醫院核醫學科,廣東 廣州 510630)

腦灰質異位(gray matter heterotopia, GMH)是胚胎期神經元在移行過程中受阻而聚集于室管膜與皮質之間形成的先天性畸形,可單獨存在或與其他中樞神經系統畸形并存;臨床主要表現為癲癇、智力發育障礙及神經系統功能障礙等[1-2]。室管膜下GMH為GMH最常見類型,患者癲癇發作概率高達80%。MRI是影像學診斷GMH的首選方法[3]。PET/MRI可通過一次檢查完整顯示可疑癲癇灶解剖結構、位置及代謝等,更有利于判斷致癇灶及其范圍。本研究觀察GMH相關癲癇18F-FDG PET/MRI表現。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2014年8月—2020年12月于暨南大學附屬第一醫院就診的27例GMH相關癲癇患者,男15例、女12例,年齡2～62歲、平均(21.7±10.8)歲;均于癲癇發作期間接受顱腦PET/MR檢查并經MRI診斷GMH[3]。排除有腦部手術史者。本研究經院倫理委員會批準(KYk-2021-004);檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 PET檢查 采用GE Discovery Elite 690 PET/CT顯像系統行腦部掃描。18F-FDG顯像劑購自原子高科股份有限公司,以全自動化學方法合成,放射化學純度>95%。囑患者檢查前禁食6 h以上,控制其空腹血糖為4.0～11.1 mmol/L。以劑量4.44 MBq/kg體質量注射18F-FDG后,囑患者安靜休息45～90 min;行常規PET/CT檢查,管電壓140 kV,電流115～1 808 mA,層厚3.8 mm,矩陣512×512;PET采集1個床位,6 min,矩陣256×256。掃描結束后根據CT圖像進行衰減校正,以自適應統計迭代重建算法得到PET圖像。

1.2.2 MR檢查 采用GE Discovery 750 3.0T MR儀、8通道頭部線圈進行腦部掃描;參數：3D腦容積成像(brain volume imaging, BRAVO) T1W,TR 8.2 ms,TE 3.2 ms,帶寬31.2 kHz,FOV 23.6 cm×23.6 cm,矩陣256×256,層厚1.1 mm,層間距0;3D快速液體衰減反轉恢復(cube fluid attenuated inversion recovery, CUBE FLAIR)序列,TR 5 000 ms,TE 127.3 ms,帶寬31.2 kHz,FOV 25.6 cm×23.6cm,矩陣256×256,層厚1.0 mm,層間距-0.5 mm;3D動脈自旋標記(arterial spin labeling, ASL)序列,TR 4 779 ms,TE 10.9 ms,帶寬62.5 kHz,FOV 24 cm×24 cm,矩陣256×8,層厚3.3 mm,層間距0;軸位T2-FLAIR,TR 8 400 ms,TE 147.6 ms,帶寬62.5 kHz,FOV 22 cm×22 cm,矩陣256×256,層厚3.0 mm,層間距0.3 mm。掃描完成后于GE后處理工作站進行PET/MR圖像融合。

1.3 分析圖像 由2名具有10年以上工作經驗的核醫學科主治醫師以雙盲法閱片,分析病灶MRI表現(部位、形狀、信號及有無合并其他腦部畸形)及PET表現(糖代謝情況);分別以病灶周圍或對側鏡像區白質及中央前回灰質作為對照,采用半定量分析方法評估病灶糖代謝：①相比病灶周圍或對側鏡像區白質最大標準攝取值(maximum standard uptake value, SUVmax),病灶SUVmax升高為糖代謝增高、降低為糖代謝減低,與之接近為糖代謝未見明顯異常;②相比中央前回灰質SUVmax,病灶SUVmax升高為糖代謝增高、降低為糖代謝減低,與之相近為糖代謝未見明顯異常。根據PET/MRI表現診斷GMH并進行分型[1-2],分為室管膜下GMH、皮質下GMH、層狀(帶狀)GMH或混合型GMH(同時存在2種或3種類型GMH)。2名醫師意見存在分歧時,與另1名核醫學科副主任醫師或主任醫師共同商討后達成一致意見。

2 結果

27例GMH中,室管膜下GMH 15例、皮質下GMH 2例、層狀(帶狀)GMH 2例、混合型GMH 8例;相比病灶周圍或對側鏡像區腦白質SUVmax, 22例糖代謝增高、3例糖代謝減低,2例糖代謝未見明顯異常;相比病灶周圍及中央前回灰質SUVmax,8例糖代謝增高、16例糖代謝減低,3例糖代謝未見明顯異常。其中6例合并腦裂畸形,6例合并雙側小腦半球體積縮小,合并透明隔缺如、穹隆低位、胼胝體發育不良、多微小腦回畸形各1例。

15例室管膜下GMH MRI均表現為側腦室室管膜下方大小不等、單發或多發條帶狀、結節狀灰質信號,與側腦室相鄰并凸入腦室腔內致其壁形態不規則; 6例病灶呈雙側對稱、9例呈不對稱分布,7例病灶散在分布、2例連續分布、6例同時存在散在及連續分布;相比病灶周圍或對側鏡像區腦白質,11例糖代謝增高、3例糖代謝減低,1例糖代謝未見明顯異常;相比中央前回腦灰質,2例糖代謝增高、12例糖代謝減低,1例糖代謝未見明顯異常。其中3例合并腦裂畸形,1例合并胼胝體發育不良,4例合并雙側小腦半球體積縮小。見圖1。

圖1 患者女,24歲,癲癇史2年,MRI診斷室管膜下GMH A、B.軸位(A)及冠狀位(B)3D BARVO T1WI示雙側側腦室室管膜下大小不等的條帶狀、結節狀灰質信號; C～F.軸位(C)及冠狀位(D)18F-FDG PET、軸位(E)及冠狀位(F)18F-FDG PET/MRI示病灶糖代謝高于周圍白質而低于中央前回灰質 (箭示病灶) 圖2 患者男,25歲,癲癇史18年,MRI診斷皮質下GMH A、B.軸位(A)及冠狀位(B)3D BARVO T1WI示右側顳葉白質局灶性GMH伴右側額顳島葉多微小腦回畸形; C～F.軸位(C)及冠狀位(D)18F-FDG PET、軸位(E)及冠狀位(F)18F-FDG PET/MRI示病灶糖代謝高于周圍白質而低于中央前回灰質 (箭示病灶)

2例皮質下GMH MRI表現為雙側腦白質區不規則、形態各異的結節或腫塊,信號與周圍腦灰質相似。相比病灶周圍或對側鏡像區腦白質,2例糖代謝均增高;相比中央前回灰質,病灶糖代謝增高及降低各1例。其中1例合并透明隔缺如及穹隆低位、1例合并多微小腦回畸形。見圖2。

2例層狀(帶狀)GMH MRI表現為雙側大腦皮層與側腦室之間的帶狀灰質信號,經一層白質帶與大腦皮質相分離,呈“雙層狀(帶狀)”;相比周圍或對側鏡像區腦白質,病灶糖代謝增高及未見明顯異常各1例;相比中央前回灰質,病灶糖代謝增高及降低各1例。未見其他顱腦畸形。見圖3。

圖3 患者女,20歲,癲癇史18年,MRI診斷層狀(帶狀)GMH A、B.軸位(A)及冠狀位(B)3D BARVO T1WI示雙側大腦半球各葉白質區對稱性、層狀(帶狀)灰質信號; C～F.軸位(C)及冠狀位(D)18F-FDG PET、軸位(E)及冠狀位(F)18F-FDG PET/MRI示病灶糖代謝高于周圍白質及中央前回灰質 (箭示病灶)

8例混合型GMH MRI均表現為室管膜下GMH伴皮質下GMH,5例單側、3例雙側受累;相比周圍或對側鏡像區腦白質,病灶糖代謝均增高;相比中央前回灰質,4例糖代謝增高、2例糖代謝降低,2例糖代謝未見明顯異常。其中3例合并腦裂畸形、2例合并雙側小腦半球體積縮小。

3 討論

大腦皮層發育過程連續而復雜,包括細胞增殖、細胞遷移、皮層組織及神經元網絡形成等。受基因或環境因素如出血、腦室周圍白質軟化、缺血缺氧等影響,于胎兒發育第6～16周,大腦皮層可能發育畸形而致GMH[2,4]。GMH是神經元異常遷移的結果,可處于白質室管膜層和皮質下之間的任何位置[5]。

目前GMH導致癲癇的機制尚不明確,對于異位灰質是否參與腦電癲癇樣放電仍有爭議[6]。多項利用立體腦電圖(stereo-electroencephalogram, SEEG)探究GMH致癲癇發作原因的研究[6-8]結果顯示,異位灰質結節與相關皮質神經元共同形成致癲癇神經網絡。

PIZZO等[6]認為僅6%癲癇樣放電起源于異位灰質本身;GMH患者中,癲癇樣放電通常起源于異位灰質病灶及與其相關的皮質神經元形成的致癲癇神經元網絡。手術治療GMH致頑固性癲癇前不僅需明確病灶位置,更需確定與病灶構成致癲癇神經元網絡的相關皮質。DUBEAU等[9]報道,單純病灶切除術僅可在30% GMH患者中達到EngelⅠ級療效。

高分辨率MRI為評估GMH的首選影像學方法。MRI中,室管膜下GMH病灶多位于室管膜下或緊鄰室管膜,可單發亦可多發,呈結節樣、波浪樣、鋸齒狀或帶狀,具有占位效應,鄰近腦實質可受壓變形,增強后結節無強化;皮質下GMH病灶位于皮質下與腦室之間,呈腦白質區不規則結節或腫塊;層狀(帶狀)GMH多見于女性,表現為灰質層與側腦室平行且邊緣平整,與皮層和腦室之間由白質層隔開[8,10-11]。GMH可合并其他顱腦發育異常如腦裂畸形、胼胝體發育異常、蛛網膜囊腫、透明隔及穹隆失調等[12]。

FDG PET已在診斷難治性癲癇中發揮重要作用[13-14]。本研究18F-FDG PET顯示,本組27例GMH中,相比病灶周圍或對側白質,GMH病灶組織糖代謝多增高(22/27,81.48%),可能與其攝取FDG與正?；屹|相似有關[15-18];而相比中央前回灰質,8例糖代謝增高、16例降低,與ALIS等[16]的結果存在一定差異,可能與研究對象年齡及GMH類型不同有關。

PET與MRI相融合更有助于精確定位功能性皮質代謝異常。SENIARAY等[19]利用FDG PET/MRI觀察1例GMH相關頑固性癲癇患者,MRI顯示右側顳角室管膜下結節狀異位灰質,PET/MRI示其FDG攝取增高且右側顳葉前部FDG攝取明顯減低,腦電圖顯示癲癇發作確由右側顳葉異常放電所致。POPESCU等[18]以FDG PET/MRI及SEEG評估16例GMH相關難治性癲癇患者的31個異位灰質病灶,23個SEEG可見異常放電病灶,其中21個(21/23,91.30%)FDG PET/MRI顯示糖代謝異常;8個SEEG顯示無電活性病灶,其中5個FDG PET/MRI糖代謝無明顯異常(5/8,62.50%);SEEG與FDG PET評估異位灰質結節致癇性的一致性為83.87%(26/31)。

綜上所述,GMH相關癲癇18F-FDG PET/MRI具有一定特征性,有助于診斷并指導臨床治療決策。但本研究為單中心回顧性分析,樣本量小,且未能與手術病理及SEEG結果進行對照,有待后續進一步完善。

利益沖突：全體作者聲明無利益沖突。

作者貢獻：黎穎昕查閱文獻、撰寫文章;凌雪英修改文章;唐勇進圖像處理和分析;程勇統計和數據分析;徐浩查閱文獻、指導、審閱文章。