作者:黄潇翔,钱若兵,中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)神经外科
1. 概述
立体定向
电极的植入借助多模态神经影像学规划和机器人辅助手术实施,从而避免了开颅手术的创伤;此外,一种新型治疗方法,即基于SEEG 引导的下的射频热凝术(SEEG-guided radio frequency thermocoagulation,SEEG-RF-TC)也逐渐成为控制癫痫发作的一种微创手段。
2. 癫痫网络
近年来,癫痫逐渐被认为是一种脑网络疾病,这一网络被称为“癫痫网络”,由癫痫起源点、癫痫传播网络及外部受累网络组成。癫痫网络是癫痫患者大脑中异常电活动通过神经元连接形成的动态功能网络,其癫痫发作本质并非仅仅源于局部脑区的孤立异常放电,而是涉及多个脑区之间的相互作用和传导路径。
随着脑网络研究理论的快速发展,癫痫网络的起源点又可被称为关键节点。癫痫发作则是由于其中维持着稳定性和重要功能的关键节点受到扰动或破坏,导致连接组失衡的病理过程。因此,将癫痫网络从整个脑网络中分离出来,并识别其中的关键节点,是手术治疗癫痫的关键步骤。
Raichle等研究表明,即使局灶性癫痫的致痫灶看似局限,其异常放电仍可能通过默认模式网络等大规模脑网络影响整体脑功能。多模态神经影像学技术,如
Bartolomei等发现,通过对癫痫网络加以干预,可以有效控制癫痫电活动在脑区之间的传播。手术切除导致癫痫发作的关键区域是一种治疗RE极为有效的方法,而精准定位致痫灶则是手术切除有效的关键因素。
根据SEEG 的神经电生理特征分析,癫痫网络主要由3个功能单元构成:(1)致痫核心区—癫痫的“发源地”,多与结构性病变(如皮质发育异常、海马硬化等)存在空间对应关系,在电生理层面表现为高频振荡(high frequency oscillations,HFOs)的发放,提示神经元集群的失控性同步化放电;(2)传播枢纽区—癫痫扩散的“中转站”,常定位于边缘系统(如杏仁核、海马旁回)或默认模式网络相关脑区(例如后扣带回、内侧前额叶),其功能特征体现为发作期低频电流的跨脑叶扩散;(3)功能代偿区—大脑的“修复区域”,多分布于病灶相邻脑叶或对侧半球,在发作间期,该区域呈现异常同步化脑电活动,可能反映神经网络的功能重塑过程。应用SEEG 可明确致痫区,研究致痫区与功能区的关系,评价手术治疗的可行性,已成为新型癫痫外科手术术前精准评估的关键技术。
3. SEEG在RE致痫区定位中的应用
RE患者的致痫区精确定位直接决定了手术策略和治疗效果,SEEG促进了癫痫外科手术精准定位的实现,其优势为在癫痫网络假设的基础上,通过立体定向技术植入深部电极,记录与癫痫放电相关脑区的实时电生理活动,帮助精确判断致痫区的位置、传导路径和范围。近年来的临床经验表明,SEEG已成为RE术前定位评估的关键工具。
3.1 SEEG在颞叶癫痫中的应用
颞叶癫痫(temporallobe epilepsy,TLE)是最常见的局灶性癫痫,对于有单侧海马硬化或皮质发育不良(focal cortical dysplasia,FCD)的TLE患者,如果影像学结构异常与头皮脑电图中发作起源一致,可直接行前颞叶切除术或选择性海马—杏仁核切除术。然而,当TLE的脑电起源与MRI结构异常脑区不相符或患者为MRI阴性,则会出现定位致痫区困难而影响手术方案的选择。
SEEG 通过在双侧颞叶对称性植入SEEG 电极(覆盖颞叶新皮质、海马、杏仁核、内嗅皮层以及相关的岛叶等深部结构),可以更精确捕捉颞叶及其周边脑区的痫性放电,从而提高定位精确度。有研究显示,通过对比分析SEEG记录的发作间期与发作期脑电模式,可进一步明确癫痫发作是否为局灶性起源,精确定位致痫区的侧别及范围,并有助于了解癫痫网络的传导路径,为精准手术方案提供重要依据。
SEEG结果不仅有助于确定适合患者的手术切除范围,还可用于评估术后控制癫痫发作的可能性,从而优化TLE患者的治疗方案。另有研究表明,在复杂TLE(如影像阴性、双侧起源及颞叶癫痫附加综合征等)中SEEG 能发现传统评估遗漏的放电源(例如隐匿的岛叶致痫放电)。总体而言,SEEG显著提升了TLE 致痫区定位的准确性,为难治性TLE提供了更加可靠的手术依据。
3.2 MRI阴性的RE
“MRI阴性的RE”是指一部分RE患者MRI检查时,未发现可能导致癫痫的结构性异常。这类患者
在MRI阴性的RE患者中,传统定位方法(如MRI或CT)无法显现病变脑区。在这种背景下,SEEG 基于术前的“解剖—电—临床”假设,通过多根电极植入可能的发作起始区及传播通路,直接记录深部和浅表脑区的放电活动,从而精确识别隐藏的致痫区。
SEEG可以记录到硬脑膜下或皮层电极记录方法难以到达的深层结构,并可以同时从大脑浅层和深层结构获得脑电数据。通过影像后处理来确定每个电极所对应的脑结构,以重建癫痫活动的动态三维时空图像。
对于MRI阴性但符合手术适应证的RE患者,SEEG检查常能发现如隐匿的皮质发育不良、灰质异位等细微病变。此外,PET在MRI阴性RE 中也可辅助定位,如采用18F-FDGPET结合统计参数映射(一种基于体素的大脑映射软件),可提示异常代谢区域,为SEEG 靶向植入提供参考。通过SEEG 的应用,外科医生能够更准确地识别并切除致痫区域,从而提高了癫痫的手术成功率。Cardinale等研究显示,约59%的MRI阴性患者在手术后至少实现了两年以上的发作控制。
3.3 多致痫灶的RE
多致痫灶的RE是一种复杂的癫痫类型,表现为患者存在一个以上相对独立的癫痫区,多个脑区先后或同时出现癫痫样放电,且使用两种以上抗癫痫药物治疗无效。这类癫痫病情复杂,在考虑手术治疗时必须权衡是属于单区域还是多区域癫痫。SEEG可以同时监测多个可疑病灶区域的放电活动,为识别主要致痫起源和制定手术策略提供重要依据。
癫痫是
在这种情况下,单纯切除影像可见的结节可能不足以控制癫痫,需要根据SEEG结果扩大切除范围或多灶处理。SEEG 提供了术前区分这两类致痫组织的重要信息,指导手术中既完整切除主要致痫结节,又毁损或干预周边“复杂”致痫组织,从而大幅提高手术成功率。手术被认为是TSC相关RE最有效的治疗策略之一,而SEEG在其中起到了关键的定位与手术规划作用。
脑室周围结节状灰质异位(periventricular nodular heterotopia,PNH)相关RE中,确定致痫区(即为避免癫痫复发而需要切除的大脑皮层范围)是一项挑战,需要借助SEEG 等侵入性技术。SEEG 不仅可以识别癫痫发作的起始区,还可以揭示结节性异位与皮质之间的关系,包括发作间期和发作期放电的产生、传播和同步,从而突出患者特定的致痫网络。SEEG 的作用是通过侵入性电生理记录精准定位致痫网络。
针对PNH相关癫痫,若SEEG 可证实某一侧异位结节及其相关网络为主要发作源,手术完全切除或毁损该“致痫核心区”(包括结节本身及相连的皮质或海马)后,患者癫痫发作频率可显著下降,但对于双侧或多灶PNH,由于致痫网络复杂,则需基于SEEG结果制订个体化的多阶段手术或毁损方案。SEEG是解析PNH 致痫机制的关键工具:通过揭示异位灰质与正常脑区间的动态交互,癫痫外科得以精准切除或热凝毁损致痫网络的关键节点,在最大程度保留功能的同时减少癫痫发作。
3.4 解剖与功能定位不吻合的致痫灶
在某些RE中,影像学上解剖病变的位置与实际产生癫痫放电的功能区域并不完全对应,这给定位和手术治疗带来了巨大挑战。如局灶性FCD是常见的致痫病因,但部分FCD可能表现为MRI阴性,或结构性病变与头皮脑电图中的脑电起源不一致,电生理异常范围超出影像学边界等。在海马硬化症的影像学上多表现为单侧海马萎缩硬化,但有些患者的脑电图和症状学提示双侧颞叶均存在异常放电。在这种情况下,仅依靠传统的影像学和头皮脑电图难以准确判断致痫灶的真实位置和范围。此时,进行SEEG 描记有助于对解剖与功能定位不吻合的致痫灶进行甄别。
3.5 功能区起源致痫灶定位
起源于大脑功能区(如运动、体感或语言中枢)的癫痫是RE 中具有挑战性的类型之一。这类患者的致痫区往往与重要功能皮层重叠,手术既要控制癫痫发作,又要最大程度保留患者的神经功能。SEEG在这方面提供了独特优势,借助精确的深部电极植入,可以在保持功能区完整的基础上监测病灶活动,从而更准确地区分病灶边界与重要功能区域。SEEG的电刺激还可用于功能定位,通过电刺激验证某电极附近是否引起肢体运动、感觉障碍或语言中断,精确定位功能皮层的位置,从而指导手术切除时避开这些区域。对于运动区癫痫,若SEEG确定致痫区紧邻运动皮质且难以切除,术者可选择SEEG-RF-TC等微创毁损手段控制发作,以避免大范围开颅切除对运动功能的影响。
4. SEEG-RF-TC
近年来,SEEG-RF-TC已成为治疗RE的一种重要微创技术手段。该技术在精准定位致痫灶基础上,通过射频电流产生局部热效应来毁损致痫组织,从而降低癫痫发作的频率。SEEG-RF-TC 特别适用于传统手术无法进行致痫灶切除的癫痫患者,尤其是那些致痫灶位于重要功能脑区或多病灶的病例。在实施SEEG-RF-TC时,适当数量的SEEG电极精准植入可能的致痫区以及癫痫传播网络区域,通过射频仪在相近电极触点间施加一定功率的射频电流,产生热效应,引起神经元和胶质细胞蛋白变性、凝固性坏死,从而达到毁损致痫区或破坏癫痫网络传导的作用。
整个热凝过程通常在清醒或轻度镇静状态下进行,患者可配合反馈,这不仅减少了全身麻醉的风险,还提高了治疗的安全性。同时,该技术为那些对手术排斥或有手术禁忌的癫痫患者提供了可选的治疗方案。SEEGRF-TC的并发症发生率较低,绝大多数患者耐受良好,尤其在致痫网络局限、解剖位置深的局灶性癫痫中,能够显著减少癫痫发作。SEEG-RF-TC对局灶性癫痫患者有较好疗效,因为此类患者脑内有独立致痫区,或虽有广泛的癫痫网络,但具有明确的关键节点。因此,对于FCD、PNH、下丘脑错构瘤(hypothalamic hamartomas,HH)等相关疾病癫痫,SEEG-RF-TC的疗效明显。
例如,针对HH 癫痫患者,应用高密度电极布阵的射频热凝策略,术后随访显示患者总体无发作率高达82%左右,92%以上患者发作频率显著降低,这一疗效已接近外科切除手术的效果,且手术风险和神经功能损伤更小。因此,SEEGRF-TC正被探索作为HH 癫痫的一线治疗选择。在RE的外科治疗领域,不同干预策略的选择需基于致痫网络特征、致痫灶及患者个体化评估。对于SEEG已验证的致痫灶,激光间质热疗(laser interstitial thermal therapy,LITT)展现出显著的微创优势。在MRI实时温度监测下实施激光消融,LITT 可选择性破坏致痫区,同时规避功能区及血管结构,特别适用于颞叶内侧癫痫或无法耐受开颅的高龄患者。术后约80%癫痫患者发作显著减少(EngelI-II级),但完全无发作率(约50%)仍低于传统切除手术。
传统开颅切除术在病灶边界明确且位于非功能区时仍为一线治疗方式,通过规划切除范围,完全切除致痫区后无发作率可达60%左右,但在涉及语言、运动皮层的病例中需谨慎权衡癫痫控制与神经功能保留的利弊。总体而言,现代癫痫外科正向多模态评估指导下的精准干预方向发展,通过整合电生理定位、功能保护与微创消融技术实现个体化治疗目标。
5. SEEG的并发症
SEEG作为一种重要的侵入性致痫区定位方法,广泛应用于RE的诊断与术前评估。尽管其安全性较高,但仍存在一定的并发症风险。
5.1 血肿和出血风险
SEEG植入术后的出血率约为19.1%,其中绝大部分为无症状的小出血(约16.9%),2.2%为症状性出血。常见的风险因素包括电极数量过多、患者高龄以及男性患者等,这些因素可能与脑血管脆弱性或手术操作相关。针对高风险患者可采取以下应对措施:(1)术前优化凝血功能、设计避开血管的电极路径;(2)术中轻柔操作,减少对脑组织的损伤;(3)术后及时行影像检查(如植入后24h内行头颅CT),以便尽早发现潜在出血并进行干预处理;(4)若出现小的无症状血肿,可密切观察,一般可自行吸收;如出现症状性血肿,则需及时根据血肿位置和大小采取保守治疗或手术清除等措施。通过严格的手术规划和术后管理,严重出血导致长期损害的风险已降至最低,其安全性已达到可接受范围。
5.2 电极移位及神经损伤
电极移位和由此可能导致的脑组织损伤也是SEEG的潜在并发症之一。多数情况下,电极移位与固定技术或患者个体解剖差异有关。如果电极在术后发生移位,可能刺伤邻近脑血管或重要结构。随着机器人辅助的植入方式广泛应用,可以显著减少这类并发症的发生。机器人辅助手术可以精确避开血管并将电极稳定固定在颅骨上,减少了脑脊液漏和脑组织移位,从源头上预防电极偏移。总体而言,SEEG电极移位和损伤脑组织的风险极低,关键在于由经验丰富的团队操作和可靠的固定技术。
5.3 感染风险
尽管SEEG 相关感染的发生率较低,但仍是临床必须关注的重点之一。电极植入需要钻孔并将电极贯穿皮肤植入颅内,这给病原体入侵提供了途径。文献报道,SEEG术后颅内感染的发生率大约在0.8%。因此,严格的无菌手术操作、围手术期预防性抗生素应用、术后保持电极入口处敷料清洁干燥均是降低感染发生的重要预防措施。
临床经验表明,精确的电极植入、防止术后创面暴露以及定期观察切口状态可以降低感染风险。一旦出现电极局部皮肤红肿、渗出等感染征象,应根据感染程度采取相应措施:轻度感染选用抗生素治疗,严重感染时提前拔除电极防止感染扩散。大多数SEEG相关感染局限于皮下或浅表组织,经过及时处理后对患者预后影响不大。总的来说,在规范操作和预防下SEEG 的感染并发症发生率很低,远低于其带来的诊疗收益。
6. SEEG在脑科学中的应用
SEEG技术凭借其高时间分辨率(毫秒级)和立体空间覆盖(可记录深部脑区)的优势,在脑科学研究中展现出巨大潜力,打破了以往的局限,为解析人类脑功能提供了前所未有的视角。SEEG通过在脑内植入电极,能够采集高时空分辨率的深部脑信号并进行解码,这在脑机接口(brain-computer interface,BCI)领域应用尤为重要。它为视觉信息重建提供了更精准的神经活动特征。在BCI解码性能方面,SEEG通过多脑区信号融合策略显著提升了系统的解码效能。同时,基于动态频率解析方法对θ、α及γ频段功率谱的特异性分析能够有效区分光强感知、形状识别等不同层级的视觉认知任务。
Li等研究发现,SEEG能够通过整合枕叶(视觉感知)、顶叶(空间定位)及前额叶(注意力调控)等多模态神经信号,构建更为完整的视觉信息编码计算模型,最终应用于人工视觉的重建。目前,视网膜假体作为BCI技术在视觉重建领域的先行者,正在不断地改进更新,有望在未来的临床应用中为患者带来更自然的视觉效果。在语言功能研究中,SEEG 可以获取更加详细的脑电活动信息,从而更精确地定位与语言处理相关的脑区。
在语言功能解码时,直接监测语言活动的同时,患者可以实时反馈其沟通效果,这种互动增强了临床医师对语言障碍及其处理的理解。Wu等利用BCI技术展示了如何实时解码来自SEEG信号的言语信息,并将其转化为可理解的语言输出,这种基于神经网络的解码技术显示了良好的识别效果,为语言障碍患者提供了全新的沟通方式。它不仅可以为患者提供语音控制能力,还能根据个体脑电信号的变化,个性化制定康复计划。
通过分析SEEG数据结合BCI技术对患者运动神经通路、运动意图的识别和解码,能够帮助患者更有效地进行运动训练和恢复,并针对性地调整康复策略,以提高康复效果和患者的参与度。Handelman等通过BCI神经信号解码,实现了四肢
来源:黄潇翔,钱若兵.立体定向脑电图在难治性癫痫诊疗中的应用进展[J].癫痫与神经电生理学杂志,2025,34(03):174-181.DOI:10.19984/j.cnki.1674-8972.2025.03.07.