Lagarde 2016:FCD 和神经发育性肿瘤中的 SEEG 发作起始模式

Lagarde 等 2016 年发表在 Epilepsia 的这篇文章,讨论的是一个术前评估里很实际的问题:在病理确认的 focal cortical dysplasia(FCD)和 neurodevelopmental tumors(NDT)中,SEEG 看到的 seizure-onset pattern 是否和病理类型、术后预后有关 [1]

一句话概括:FCD/NDT 的 SEEG 发作起始不是只有 low-voltage fast activity(LVFA)一种模式;LVFA 很常见,也常提示较好预后,但真正独立预测术后 Engel I 的仍然是 SEEG 定义的 epileptogenic zone(EZ)是否被完整切除。

缩写速查表

缩写 全称 怎么理解
SEEG stereoelectroencephalography 立体定向脑电,使用深部电极记录脑内多个 contacts 的局部电活动。本文所有 seizure-onset pattern 都来自 SEEG,而不是 scalp EEG。
SOP seizure-onset pattern 发作起始模式,指 SEEG 上最早进入持续节律性放电时的波形和时频特征。本文把 SOP 分成 6 类。
FCD focal cortical dysplasia 局灶性皮层发育不良,是药物难治性局灶癫痫的重要病因。严格分型需要病理。
FCD I focal cortical dysplasia type I 以皮层层化/结构异常为主,未必有明显 dysmorphic neurons 或 balloon cells。本文中更容易出现 slow wave、theta/alpha sharp activity 等较慢起始模式。
FCD II focal cortical dysplasia type II 常伴 dysmorphic neurons,IIb 还伴 balloon cells。本文中更常见 polyspikes 或 preictal spikes 后接 LVFA。
MCD malformation of cortical development 皮层发育畸形的大类,FCD 和部分神经发育性肿瘤都可放在这个发育异常框架下讨论。
NDT neurodevelopmental tumor 神经发育性肿瘤。本文 NDT 主要包括 DNET、ganglioglioma 和 angiocentric glioma。
DNET / DNT dysembryoplastic neuroepithelial tumor 胚胎发育不良性神经上皮肿瘤。文献中 DNET 和 DNT 都常见,指向同一类低级别、癫痫相关肿瘤。
EZ epileptogenic zone 致痫区,理论上是必须切除或断开后才能获得 seizure freedom 的最小皮层/网络区域。本文强调 EZ 是否完整切除比 SOP 本身更能预测预后。
EI epileptogenicity index 致痫性指数,用 SEEG 信号中高频活动和时序信息量化某结构的致痫参与程度。本文用 EI 辅助区分 focal organization 和 network organization。
LVFA low-voltage fast activity 低电压快活动,通常是低幅、快频、节律化活动。本文定义为大于 14 Hz,且初始振幅较低,是最常见的起始模式核心成分。
DC shift direct-current shift / baseline shift 直流偏移或基线偏移,表现为慢波或基线移动。本文 pattern 4 是 slow wave/DC shift followed by LVFA。
Engel class Engel surgical outcome classification 癫痫术后结局分级。Engel I 通常表示术后无致残性发作或 seizure-free 结局,是本文主要预后指标。
MRI magnetic resonance imaging 磁共振成像,用来发现结构病灶和做术前定位。本文还用术前 MRI 与术后 CT 配准判断电极 contacts 与病灶关系。
CT computed tomography 计算机断层扫描。术后 CT 上金属电极 contacts 更清楚,常和术前 MRI 配准来定位 SEEG contacts。

1. 研究设计怎么读

作者纳入 53 例接受 SEEG 且病理确认的患者,包括 FCD I 13 例、FCD II 29 例、NDT 11 例。共记录 227 次发作,排除 5 次“临床表现早于电生理起始”的发作后,最终分析 222 次发作。SEEG 起始模式由两名 epileptologist 在不知道临床信息的情况下独立判读,并结合 time-frequency analysis;电极位置通过术前 MRI 与术后 CT 配准判断 [1]

这套设计的优点是病理相对干净:不是把所有局灶癫痫混在一起,而是专门看 MCD 相关病变,也就是 FCD 和 NDT。它的目标不是证明某个波形“好看”,而是问三个更有临床意义的问题:

  1. SEEG 发作起始可以分成哪些模式?
  2. 这些模式是否和 FCD I、FCD II、NDT 不同病理有关?
  3. 这些模式是否能预测术后结局?

2. 六种 seizure-onset pattern

作者把 FCD/NDT 的 SEEG seizure-onset pattern 分成六类。理解这六类时,不要只背名字,要抓住两个轴:低电压快活动高幅慢节律/慢波样活动

Pattern 1:LVFA

LVFA 是 low-voltage fast activity,也就是低电压快活动。本文定义为起始时出现低幅度、快频率的节律性活动,频率大于 14 Hz,中位频率约 36 Hz,初始振幅通常低于 30 microvolt。

直观上,LVFA 不是一个高幅尖波,而是一段突然出现的低幅、快频、节律化活动。临床上它常被认为比较接近 EZ,因为它代表局部网络快速进入高频同步放电状态。本文中单纯 LVFA 是最常见模式,占 32.1% [1]

Pattern 2:preictal spiking followed by LVFA

这一类先出现低频、高幅、持续较久的 rhythmic spikes,然后进入 LVFA。文中 preictal spiking 的中位频率约 1.5 Hz,中位振幅约 660 microvolt,中位持续时间约 20 秒;后续 LVFA 的中位频率约 23 Hz。

这个模式的重点是“不是一上来就快活动”。它先有一段逐渐组织化的 spike 活动,再转入更典型的低电压快活动。它在 FCD II 中较常见。

Pattern 3:burst of polyspikes followed by LVFA

这一类先出现短暂、高频、高幅的 polyspike burst,然后进入 LVFA。polyspike burst 中位频率约 19.3 Hz,中位振幅约 420 microvolt,中位持续时间约 3.3 秒;随后 LVFA 中位频率约 28 Hz。

这是 FCD II 中非常关键的模式。本文中 FCD II 最常见的起始模式之一就是 polyspikes followed by LVFA。术后预后也相对好,尤其当 SEEG 定义的 EZ 被完整切除时,pattern 3 的 Engel I 比例很高 [1]

Pattern 4:slow wave 或 baseline shift followed by LVFA

这一类先出现 slow wave 或 DC/baseline shift,然后进入 LVFA。文中 slow wave/baseline shift 中位振幅约 400 microvolt,随后 LVFA 中位频率约 31 Hz。

这个模式对讨论“慢波起始”很重要。它说明 SEEG 发作起始并不总是直接表现为快活动;有些 MCD 相关发作会先出现低频慢波或基线偏移,再进入快活动。对 FCD/BOSD-like 病灶的阅读来说,这点很关键:慢波不一定只是传播,也可能是某些病灶网络进入发作的早期表达。

Pattern 5:rhythmic spikes 或 spike-waves

这一类是低频、高幅的 rhythmic spikes/spike-waves,中位频率约 3.5 Hz,中位振幅约 1,200 microvolt,没有 LVFA 成分。

这种模式最容易和传播区活动混淆,因为临床读 SEEG 时常见的经验是:EZ 中常有 LVFA,而传播区更常出现慢节律活动。Lagarde 这篇文章的价值在于,它指出这类慢节律模式也可以出现在可见或病理证实的病灶内,因此不能机械地把慢节律都排除在起始之外。

Pattern 6:theta/alpha sharp activity

这一类表现为 theta/alpha 频段 sharp activity,频率较低,中位约 9.5 Hz,振幅逐渐增加,中位约 400 microvolt,也没有 LVFA 成分。

作者发现 pattern 6 患者癫痫病程较短,因此提出一种可能解释:某些较慢的起始模式可能随着病程进展演变出更典型的 LVFA 成分。但这是群体层面的关联,不能直接推到单个患者。

3. 总体分布:LVFA 常见,但不是唯一标准

六类模式的比例大致如下:

起始模式 主要特征 比例
Pattern 1 LVFA 32.1%
Pattern 3 polyspikes 后接 LVFA 18.9%
Pattern 2 preictal spiking 后接 LVFA 17.0%
Pattern 4 slow wave/DC shift 后接 LVFA 15.1%
Pattern 6 theta/alpha sharp activity 11.3%
Pattern 5 rhythmic spikes/spike-waves 5.7%

如果把 pattern 1-4 合并为“含 LVFA 的起始模式”,共有 44/53 例,也就是 83%。这个结果支持临床经验:LVFA 是 MCD 相关局灶发作非常重要的起始线索。

但另一个结论同样重要:约 17% 不含 LVFA。因此不能把“没有 LVFA”直接等同于“不是起始”。尤其在 FCD I 和 NDT 中,慢节律或 theta/alpha sharp activity 也可能是病灶内的起始表达。

4. 和病理类型的关系

本文最重要的结果之一是 seizure-onset pattern 与病理类型显著相关。

FCD I 中较常见的是 slow wave/baseline shift followed by LVFA 和 LVFA,也可以看到不含 LVFA 的慢节律模式。FCD I 主要是皮层层化和结构异常,未必总表现为强烈、局灶、快频的起始。

FCD II 中最常见的是 burst of polyspikes followed by LVFA、LVFA、preictal spiking followed by LVFA。换句话说,FCD II 更常出现含 fast activity 的模式,尤其是 polyspikes 或 preictal spikes 后接 LVFA。这和 FCD II 常见的强局灶 epileptiform activity 比较一致。

NDT 中最常见的是 LVFA。值得注意的是,NDT 没有出现 pattern 2 和 pattern 3,也就是没有 preictal spiking followed by LVFA 和 burst of polyspikes followed by LVFA。NDT 也可以出现没有 LVFA 的慢节律或 theta/alpha sharp activity。

这里不能过度解读成“某种病理等于某种波形”。更准确的说法是:不同病理的起始模式分布不同,但宏电极 SEEG 下的 seizure-onset repertoire 是有限的;不同病理可以产生相似模式,同一病理也可以产生不同模式。

5. 和术后预后的关系

单因素分析中,seizure-onset pattern 与术后 Engel 结局有关。含 LVFA 的起始模式与更好的术后结局相关,pattern 3 也就是 polyspikes followed by LVFA 的预后尤其好。

但多变量分析后,真正独立预测 Engel I 的变量是 SEEG 定义的 EZ 是否完整切除,而不是起始模式本身。本文中 40/53 例完成了 SEEG-defined EZ 的完整切除;没有完整切除 EZ 的患者没有一个达到 Engel I [1]

这点很实用:LVFA 可以帮助定位和理解 EZ,但不能替代手术范围判断。看到 LVFA 不等于一定预后好;只有当 SEEG-defined EZ 能被完整、安全地切除时,预后优势才真正转化为术后 seizure freedom。

6. 图表怎么读

Figure 1 主要说明患者基本信息。A 部分比较不同病理类型的 epilepsy duration before SEEG;B 部分比较 EZ 的脑叶定位。它的作用是给后续 SOP 分析提供背景:FCD I、FCD II、NDT 的患者年龄、病程、MRI 可见性和 EZ 分布并不完全相同。

Lagarde 2016 Figure 1:患者病程与 EZ 脑叶定位

图 1. Lagarde 等 2016 原文 Figure 1。A 显示不同病理类型的 SEEG 前癫痫病程分布;B 显示不同病理类型中 EZ 的脑叶定位比例。读图时要注意,这不是所有 FCD/NDT 患者的自然分布,而是接受 SEEG 且最终病理确认的手术队列。

Figure 2 是全文最关键的图,展示六种 seizure-onset pattern 的 SEEG trace 和 time-frequency 表达。读这张图时要抓两点:一是 LVFA 是否出现,二是 LVFA 之前是否有 spike、polyspike、slow wave 或 baseline shift。Pattern 5 和 6 则提醒我们,有些起始模式没有快活动。

Lagarde 2016 Figure 2:六种 SEEG seizure-onset pattern

图 2. Lagarde 等 2016 原文 Figure 2。A 是单纯 LVFA;B 是 preictal spiking 后接 LVFA;C 是 polyspike burst 后接 LVFA;D 是 slow wave/DC shift 后接 LVFA;E 是 rhythmic spikes/spike-waves;F 是 theta/alpha sharp activity。上方是原始 SEEG trace,下方是时频图。这个图的核心价值是把“发作起始”拆成波形和频谱两层,而不是只凭肉眼看 spike。

Figure 3 把六种 SOP 按病理类型分布展示出来。它说明 FCD II 明显偏向含 fast activity 的模式,而不含快活动的 pattern 5 和 6 几乎不出现在 FCD II 中。

Lagarde 2016 Figure 3:不同病理类型中的 seizure-onset pattern 分布

图 3. Lagarde 等 2016 原文 Figure 3。每个柱子代表一种病理类型内部各 SOP 的比例。FCD II 中 pattern 2 和 pattern 3 占比明显,而 pattern 5 和 6 几乎缺席;NDT 主要由 pattern 1 主导。这个图支持“病理类型影响起始模式分布”,但不能反过来把某个 SOP 当作病理诊断。

Figure 4 把 SOP 和术后 Engel class 放在一起。表面上看,含 LVFA 的 pattern 预后更好,pattern 5 较差;但结合统计模型,不能忽略 EZ 是否完整切除这个更强的因素。

Lagarde 2016 Figure 4:不同 seizure-onset pattern 的术后 Engel 结局

图 4. Lagarde 等 2016 原文 Figure 4。横向堆叠条展示每种 SOP 对应的 Engel I-IV 分布。Pattern 3 的 Engel I 比例最高,pattern 5 最差;但作者的多变量分析显示,是否完整切除 SEEG-defined EZ 才是独立预测因素。因此,这张图应被理解为“波形提供预后线索”,而不是“波形单独决定预后”。

Table 1 是患者基线表。它列出 FCD I、FCD II、NDT 的病例数、性别、起病年龄、病程、SEEG 年龄、MRI 病灶、定位、EZ 组织方式、Engel class 和随访时间。读表时要注意:这是一个病理确认且经过 SEEG 的选择性队列,不能直接代表所有 FCD/NDT 患者。

7. 对慢波起始和 BOSD/FCD 讨论的启发

这篇文章对“慢波起始”很有参考价值。作者明确描述了 slow wave/baseline shift followed by LVFA,并指出这种模式在人类 MCD 相关局灶发作中并不罕见。

因此,在讨论 FCD 或 BOSD-like 病灶时,不应机械地认为“典型 FCD 一定以 LVFA 或局灶快活动起始”。更稳妥的说法是:

  • FCD II 更常见 polyspikes/preictal spikes 后接 LVFA 或 LVFA;
  • FCD I 和 NDT 更可能出现慢节律或 theta/alpha sharp activity;
  • slow wave/DC shift 可以是某些 MCD 相关发作的早期 SEEG 表达;
  • 慢波起始必须结合 contact 位置、传播顺序、病灶内外关系和临床表现判断。

这也能帮助理解一些“影像像 FCD/BOSD,但电生理不像经典局灶 LVFA 起始”的病例。慢波或 GSW 样网络活动并不自动排除局灶结构病灶的参与,但也不能单凭 MRI 病灶就把所有网络活动归因到一个点。

8. 方法学限制

本文有几个限制需要放在结论旁边一起看:

第一,部分 pattern 的样本量很小,尤其 pattern 5 和 6,因此具体模式和病理、预后的细分关系还需要更大样本验证。

第二,SEEG 有空间采样限制。未植入的区域无法直接观察,因此“最早 contact”只能代表植入覆盖范围内的最早记录点,不一定等于全脑真正最早生成点。

第三,这是单中心回顾性队列,且只纳入最终接受手术并病理确认的患者。对于未手术、多灶、双侧、功能风险过高的病例,结论不能简单外推。

第四,起始模式和预后的关系在多变量分析中不如 EZ 完整切除稳健。读图模式有价值,但不能替代完整的术前评估和手术可及性判断。

9. 最该记住的结论

FCD/NDT 的 SEEG 发作起始可以分为六类,核心轴线是低电压快活动和高幅慢节律/慢波样活动。LVFA 是最常见的起始特征,83% 患者的起始模式包含 LVFA,但 LVFA 不是必然存在。

FCD II 更倾向于 fast activity 相关模式,尤其 polyspikes 或 preictal spiking 后接 LVFA;FCD I 和 NDT 中更容易看到不含 LVFA 的慢节律起始。含 LVFA 的模式和较好术后结局相关,但独立预测因素仍然是 SEEG-defined EZ 是否完整切除。

一句话:Lagarde 2016 支持 LVFA 在 MCD 相关癫痫中的核心地位,但也提醒我们,慢波、baseline shift 和节律性 spike-wave 不能被简单当作传播或无关活动;它们在特定病理和电极位置下,也可能是起始模式的一部分。

参考文献

  1. [1] Lagarde S, Bonini F, McGonigal A, Chauvel P, Gavaret M, Scavarda D, Carron R, Régis J, Aubert S, Villeneuve N, Giusiano B, Figarella-Branger D, Trebuchon A, Bartolomei F. Seizure-onset patterns in focal cortical dysplasia and neurodevelopmental tumors: Relationship with surgical prognosis and neuropathologic subtypes. Epilepsia. 2016;57(9):1426-1435. doi: 10.1111/epi.13464.