作者：何心茹，孙美珍，山西医科大学第一医院

癫痫是最常见的神经系统疾病之一，影响着全球约5 000 万人，其特征是反复自发发作，表现为大脑神经元阵发性异常放电，导致短暂的脑功能障碍。尽管大多数癫痫患者的发作症状可以通过抗发作药物治疗，但无法改变长期预后，且仍有30% 的患者用药物治疗不能控制发作，并逐步发展为难治性癫痫。癫痫是患者生活质量、发病率和过早死亡风险的一个主要负担，尤其是对那些持续癫痫发作的患者来说。手术是减少耐药局灶性癫痫患者发作的最有效方法。

近年来，立体定向脑电图（stereoelectroencephalography，SEEG）已成为耐药性癫痫患者术前评估的最优选择。有充分的数据支持采用SEEG 引导的皮层电刺激能够更精确地识别语言和运动功能皮层，确定癫痫发作区。避免手术损伤功能皮质区域对患者术后造成神经功能损害，如原始运动皮层、原始感觉皮层的切除可能会导致严重的短暂或永久性神经、功能或认知缺陷。本文通过PubMed 进行全面的癫痫、皮层电刺激、SEEG 等关键词检索，主要选择近10 年相关文献以保证综述结果的全面性和时效性。通过引用国内外相关研究，从该技术的起源到当前临床应用的价值进行全面综述，同时提出该技术的改进发展方向。

1. 皮层电刺激发展历史

1870 年Fritsch 和Hitzig 发现通过对狗的大脑皮层进行电刺激可以引发肢体活动，且随着刺激位点的改变产生不同的运动反应，证明了皮层具有兴奋性，于是他们首次提出阈值刺激的概念，同时也为大脑皮层功能定位提供证据。1874 年Bartholow 首次对有意识的患者进行皮层电刺激，推动电刺激在临床的实践应用。19 世纪末，基于Fritsch 和Hitzig 的研究发现，Jackson 提出局灶性癫痫是大脑兴奋性的表现，推测了皮层下结构的作用，而这一发现引领了新的电刺激探索方向。

随后，Ferrier 验证了Jackson 的推理，并表明诱导的兴奋可以从其刺激部位传播到运动皮层的其他部位，即使没有进一步的刺激仍能自发产生抽搐，更进一步提出几乎所有的癫痫都起源于大脑皮层。他的这一观点重新定义了癫痫的起源。直到脑电图的出现表明某些癫痫的异常电活动来自于大脑深部。Ferrier 通过皮层电刺激技术绘制了第一个基于动物实验的人类皮层拓扑地形图。同一时期，Horsley 首次在手术中对癫痫患者进行脑皮层电刺激，他发现通过使用电刺激可以获得准确的致痫灶定位，并提出通过手术切除致痫灶。

1909 年，库欣通过术中对局灶性感觉运动发作患者进行刺激，首次证明了中央后区域的感觉功能，并绘制出详细的人类皮层拓扑地形图。Penfield 和Jasper 首次在手术前对癫痫患者进行了连续颅内脑电图描记，Penfield 还在颅内记录时利用电刺激对皮层进行了广泛的功能映射，通过直接电刺激定位运动区和致痫灶。

他记录了皮层电刺激引发的后放电现象，并使用高频电刺激来绘制完善的大脑地图包括语言和运动皮层，他将电刺激标测确立为功能皮层术前定位的金标准，为现代癫痫发展做出巨大的贡献，被许多人认为是现代癫痫学和脑功能定位之父。在法国，Bancaud 和Talairach 开发了立体定向脑电图，通过侵入性深度电极进行脑内电刺激，由此来确定耐药性癫痫患者的致痫区。并提供了运动区生理解剖功能组织定位的新见解，这也是立体定向技术的开始。

2. 皮层电刺激的可能机制

对于脑电刺激引发电生理活动的机制尚不清晰，有许多复杂影响因素参与这一过程。研究者未能得出统一观点。1999 年Rattay 发现在进行电刺激时，轴突始段最易兴奋，现在研究学者统一认为脑内电刺激的主要靶点是（大的有髓鞘的）轴突，而不是细胞体。

电刺激直接激活神经元最易激发的部位通常是轴突初始段和Ranvier 节点，这些部位具有最低的刺激阈值。轴突起始段是神经元轴突中启动动作电位的特殊膜区，具有高密度的的电压门控通道，因此具有最独特的高水平兴奋性，轴突始段电压门控通道的多样性在将突触输入转化为输出信号中发挥重要作用，且门控通道表达的可塑性已经被证明可以动态调节神经元的兴奋性。动作电位在轴突的始段形成，整合输入的电刺激信号，随后输出信息沿着皮质脊髓束传播。

皮层电刺激引起的电生理反应被认为主要由间接单突触或多突触细胞激活引起的突触后电位产生。这一发现对皮层电刺激反应大脑功能性连接具有重要意义。此外，不能完全排除行进中纤维（轴突束）的激活，特别是当深部小细胞核受到强电流刺激时。局部微刺激除了局部影响外，还具有远程效应。这一点在功能成像中得到了证实。部分研究学者提出，电刺激是一种非生理性刺激，可能激活与自然神经传播不同的途径。

研究发现电刺激在可引起受刺激区域正反动作电位的传播，这分别同时激活了受刺激区域的输入和输出结构。可能会导致反行性激活，但在猫新皮层的研究中很少观察到直接皮层刺激后的反向激活且皮层电刺激的大多数反应是从浅层传导到深层。研究表明大脑网络中的节点可能是相互的，但网络作为一个整体不是，这加强了大脑网络本质上是一个定向网络的概念。因此电刺激仍然在评价大脑功能和连接提供重要价值。

3. 立体定向脑电图的应用价值

3.1 建立潜在癫痫网络

癫痫发作涉及一个大规模的病理网络，该网络是癫痫发作区（seizure onset zone，SOZ）产生的癫痫样活动不断扩散传播到大脑其他区域演变形成。癫痫产生的病灶嵌入在大脑结构和功能连接的网络中影响正常大脑网络连接结构，导致病变周围功能区重组。癫痫发作通过短潜伏期和长潜伏期循环激活结构，癫痫发作灶的解剖连接决定了癫痫发作回路。SEEG 强调设计一种全面的植入策略来定义癫痫网络，通过深部电极电刺激可以帮助我们识别致痫组织和网络，了解癫痫灶是如何在大脑网络中连接的，以便采用最合适的手术策略。

3.2 定位大脑皮层功能区

通过电刺激探索了致痫网络和功能网络之间的解剖-临床电相关性。有研究提出，电刺激诱导的语言功能障碍更多地是大规模网络调节的结果，而不是单个皮层区域的作用，这解释了相似的症状可能在不同的皮层区域表现出来。这提示了基于SEEG 引导的电刺激映射大脑网络功能完整性的可行性。电刺激的发展一个目标是为了更精确地识别对语言和运动功能至关重要的解剖和生理皮层结构。不同的患者功能皮层定位会有差异，皮层电刺激制作的大脑功能图能在个体水平上描绘功能皮质的区域，这具有巨大的临床价值。

基于神经解剖学，使用SEEG 对感觉运动和言语/语言区域进行电刺激测绘（Electrical stimulation mapping，ESM）是可行的。研究表明，SEEG 引导的电刺激可以有效地识别有语言功能的脑皮层，具有高特异性（0.87），尽管灵敏度有限无法检测到所有的语言位点（0.57）。一项研究验证了在电刺激引起的感觉运动反应的定位，在15 名儿童中，SEEG 进行ESM 能够以高精度（0.80）和高特异性（0.86）定位解剖感觉运动区。对于与初级感觉运动皮层相邻的癫痫发作区患者，可以在术中辅以立体脑电图ESM，绘制个体感觉运动反应的详细地形图，以进一步确定切除边缘。

3.3 定位SOZ

SEEG 引导的皮层电刺激对癫痫灶的定义是，癫痫灶在整个致痫网络框架中相关联同步，刺激这些区域的任何一个点位都会触发病人的发作。而癫痫发作就表现为大片脑区的准同步 “快速”活动，会影响比致痫灶更广泛的领域。SEEG 过程中皮层刺激的目的之一是再现患者自发性发作。这一发现可能有助于对局灶性癫痫进行更及时有效的颅内术前研究。执行电刺激的基本原理是基于局部/区域放电后和癫痫发作网络之间的电生理学区别。定位致痫区的关键是将电刺激癫痫惯常发作与自发性癫痫发作比较，通过放电后阈值确定癫痫发作区域。

后放电（after discharge，AD）是脑电图对刺激的反应，发生在高达89% 的ESM 中，是ESM 期间最常见的发现。后放电的发生模拟了癫痫发作的发作扩散，因此其表现类似于自发性癫痫发作。自发癫痫发作的发作区与刺激诱发患者癫痫发作的部位之间存在高度相关性。放电后阈值通常在癫痫发作区域较低。刺激可以诱发患者习惯性先兆或习惯性癫痫发作的区域是更可靠的致痫标志。

4. SEEG 引导的皮层电刺激优势

SEEG 正迅速成为术前颅内监测的首选模式，因为与硬脑膜下电极（subdural electrode，SDE）相比，它相对安全，并且避免了开颅手术，具有后者无法取代的优势。

4.1 阈值电流

最佳ESM 策略的一个重要考虑因素是比较产生功能响应所需的阈值电流和不产生AD 的阈值电流。与硬膜下电极相比，SEEG 感觉运动阈值仍低于AD 阈值，语言阈值低于立体脑电图的AD 阈值。因此，由于功能阈值较低，就ESM 诱导的AD 和癫痫发作的风险而言，使用SEEG 的ESM 可能比使用SDE 更安全。大脑的几何结构决定了激发皮层兴奋需要多大的电流。而同样，电极对神经元兴奋性的影响随着距离的增加而迅速下降。

这表明，刺激电极与轴突初始段的距离决定了引发临床症状和刺激引起癫痫发作所需的电流密度。基于新皮层的结构，神经元细胞呈放射状排列，树突位于皮层顶部，轴突初始段位于皮层深处，立体定向深部电极穿透皮层，可以用更低的电流密度激发细胞，避免高电流损伤细胞。立体脑电图相对较低的感觉运动阈值可能是由于电极的几何形状和它们接近锥体细胞群的差异。因此，立体脑电图的ESM 可能比硬膜下电极更安全。

4.2 采样深度

立体脑电图可以研究硬膜下电极无法充分采样的深层皮质区域和白质的功能作用，提供了更全面的沟和更深部位的样本。在立体脑电图引导的电刺激中，，通过相对稀疏的表面采样提供了更宽的覆盖范围，安置的电极几乎可以到达皮层的任何位置，为岛叶和扣带回的功能作用提供了直接途径，包括脑半球的脑沟、中内侧和基底表面的深度，以及脑岛、腹侧和内侧皮质等深部结构，而SDE 在皮质表面提供了相对连续但密度较低的覆盖。这些结构是硬膜下电极无法到达的。

SEEG 比SDE 更有优势，因为它更适合探索沟皮质区域和深部病变。SEEG 还允许同时进行双侧采样，允许描绘两个大脑半球在相关联网络中的贡献。SDE通常不会对研究结构功能意义的部位进行检测，SEEG 有可能获得更精细的功能表征图，具有高度特异的感觉或运动反应。使用SEEG 电刺激确定了特定脑回内电极接触的功能意义之后，有助于增加对人类功能神经解剖学的理解。

4.3 评估SOZ

在SEEG 后进行神经外科干预取决于SOZ 的精准的定位以及关于切除推定SOZ 可能导致的风险。发现SEEG 组的患者比接受单纯接受SDE 监测的患者更有可能将SOZ 定位（OR 2.3），并且不太可能进行后续切除（OR 0.3）或出现并发症（OR0.4）早期研究的证据表明，分别在SEEG 和SDE 指导下进行癫痫手术后的癫痫发作结果具有可比性对于硬膜下网格评估（SDE）的初步侵入性评估未能成功定位癫痫发作起源的患者，可以通过立体脑电图（SEEG）进行成功的重新评估。

一项SEEG 研究专门研究了FCD II 病变中致痫性的空间分布，发现即使在MRI 阴性的情况下，将每个深度电极的最浅接触视为放置在大脑表面的硬膜下电极的接触，与那些更深的接触相比，记录的发作间期癫痫放电或强直性发作更少。

相比之下，脑回冠上的电极记录的发作间期痫样放电比深层接触少，从而证明了SDE 在探索沟底发育不良方面的相对劣势。由于与癫痫皮层的距离，SDE无法定位正确的癫痫发作部位。这是伴有沟底发育不良的SDE 的固有缺点。先进的成像和后处理技术的可用性可以改善细微病变的可视化，从而更精确地规划SEEG 轨迹，以实现更精确的病变采样和EZ 的三维定义。

4.4 并发症

一些早期研究的结果证明分别采用SEEG 和SDE 进行术前评估的术后癫痫发作结果是相当的。在一项对239 名接受260 次连续颅内难治性癫痫评估的患者的比较分析发现SEEG 在侵入性监测方法中并发症发生率最低，明显优于SDE。SDE队列中发生了7 例有症状的出血后遗症和3 例感染，SEEG 队列中没有临床相关并发症，并发症发生率存在显著差异（P=0.003）。在接受切除或消融的患者中，相比于108 例SDE 病例中有59 例（ 54.6%） ， 75 例SEEG 病例中有57 例（ 76.0%；P=0.003）在1 年时观察到良好的癫痫治疗结果。使用硬膜下记录比深度记录更频繁地出现暂时性缺陷、感染，尤其是颅内感染。多项研究表明，SEEG 与并发症和感染的风险较低有关。

5. 总结与展望

SEEG 作为一种癫痫术前评估的手段越来越体现其价值和重要性，通过立体定向脑电图实施的皮层电刺激，不仅可以精准识别功能皮层，同时可以帮助建立癫痫网络，实现更精准的癫痫发作区定位， 且在安全性和方面可能更具优势，并发症更少，手术时间更短。这些研究结果支持越来越多的癫痫手术采用 SEEG 作为首选方法， SEEG 的优势是不可取代的，最终，SEEG 技术的日益普及可能会增加对术中神经外科驱动的ESM 的依赖。

在SEEG 引导的皮层电刺激制图过程中，由于癫痫人群的异质性，标准化的ESM 尚未建立，了解电极接触和潜在的正常或异常大脑结构之间的空间关系，这对于解释ESM 结果至关重要。应开展具有足够样本量的多中心研究，在手术前后使用有效和全面的适合年龄的评估，以确定SEEG ESM 对神经结果的预测价值。

随着这项技术的应用的扩展，如何深入优化这项技术，要求我们开发更优化的刺激设备，更精准的刺激参数设置，更精确的刺激位点，并且以减少患者痛苦，提高有效性为基本原则，建立一种国际标准化的评估、分类和功能预测方法，为癫痫患者的预后提供一个共同的临床和研究框架。因为SEEG 皮层电刺激的实践在国际上的临床医生之间差异很大，这突出了建立基于共识的临床指南的必要性和重要性。因为这一技术在临床和科研工作的应用将会更广泛。

来源：何心茹,孙美珍.基于立体定向脑电图的皮层电刺激在癫痫术前评估中的应用[J].癫痫杂志,2025,11(04):318-323.