實用臨床電生理學（續）

劉青蕊 黃寶晨 孫吉林

第三章 腦磁圖

三、腦磁圖原理

大腦皮質主要由神經元、神經膠質細胞及神經纖維構成。膠質細胞的作用主要為支撐結構，維持離子濃度和輸送營養物質。神經元由胞體、突起和終末三部分組成。胞體包括細胞核和核周的細胞質，是細胞代謝的中心，也能接受刺激。根據突起形態結構和功能的差異分為樹突和軸突。樹突1個至多個，呈樹狀分支，接受刺激，將興奮傳向胞體。軸突一般只有1個，細長且分支少，將興奮由胞體傳出，突起的終末分布于外周器官，形成神經末梢，感受體內、外的刺激或支配效應器的活動。神經元之間的聯系是靠突觸完成的。突觸由突觸前膜、突觸間隙及突觸后膜三部分構成。突觸前膜內有很多小的囊泡，其內有特異性遞質。神經沖動到達突觸前膜后，囊泡內的遞質釋放入突觸間隙，并作用于突觸后膜的特殊受體，突觸后膜某些離子通道開放，膜電位發生變化，產生突觸后電位（圖3-5） 。

圖3-5 突觸后電位及顱外磁場

突觸后電位分為興奮性突觸后電位和抑制性突觸后電位，興奮性突觸后電位使膜出現去極化，抑制性突觸后電位使膜出現超極化。

腦電活動主要有三個來源：① 跨膜電流；② 細胞內電流；③ 細胞外容積電流。每一個電流均產生其相關的磁場，腦磁圖所測量的磁場反映了所有電流磁場的疊加?？缒る娏鞑划a生可探測的磁信號，原因是細胞膜內外的電流大小相等，方向相反，所產生的磁場相互抵消。細胞外容積電流在球形導體內所產生的磁場在球形導體外為零，而頭顱的內表面近似一個球形導體。根據物理學公式推導出在一個容積導體內放射狀方向的電流源在容積導體外產生的磁場為零，因此腦磁圖對放射狀方向的樹突活動為一個盲區。軸突的電活動也產生磁場，然而，動作電位時空范圍有限，所有軸突同步產生電流是不現實的。因此，只有細胞內電流的正切成分才能產生可探測的磁場。突觸后電位即為細胞內電流，將突觸后電位看作一個電流偶極子，腦磁場測量實際上是測量的突觸后電位中與腦表面呈正切方向的電流所產生的磁場，當然很少的樹突表現為純粹的放射狀或單純的正切狀。任意一個電流矢量均可分解為放射狀成分及正切成分。腦磁圖選擇性測量正切成分。

由于大腦皮層的錐體細胞尖樹突平行排列；當有同步電活動時可以形成等電流偶極，從而在頭皮外產生可測量的磁信號。由單個的神經元活動時產生的磁場很微弱，在單位面積腦皮質中數千個錐體細胞幾乎同時產生神經沖動，從而產生集合電流，產生與電流方向正切的腦磁場，當105個細胞同步活動時產生的電流強度約為10納安培（nA），磁場強度約為0.1pT。腦磁圖主要的探測設備為超導量子干涉儀（SQUID），從物理學角度講，SQUID測量原理涉及許多高等數學及電子學公式，比較復雜，本章只簡單介紹其原理。

SQUID器件是用薄膜技術和微電子技術制備的，具有1～2個弱連結或約瑟夫森結的微型超導器件，弱連結即超導體之間很細小的頸縮或點接觸，當通過結區的電流小于結區的臨界電流Ic時，結區電壓為零；當電流大于臨界電流Ic時，則結區的超導狀態被破壞，形成常電導，可產生電壓。當外加直流偏置電流后，兩個結點的超導狀態先后被破壞，產生常電導。只要在超導環的附近外部加上一個微弱的磁場，由其產生的環流I隨著磁場強度周期性地在-I（即逆時針方向）與+I（即順時針方向）之間變化，那么在環的兩個結區都有電壓產生，這個電壓經數百kHz的低頻放大，經振蕩器將信號取出。SQUID就是一個磁通一電壓轉換元件，必須處于液氦條件下工作，以保持低溫超導，它并不能直接作為檢測線圈使用，必須另有檢測線圈去檢測腦磁信號，將此生物磁信號有關的磁通量耦合到與SQUID相連的輸入線圈中去。檢測線圈可通過各種連結方式以去除或相互抵消周圍均勻和不均勻梯度場對腦磁信號的影響（圖3-6）。

圖3-6 Squid弱連接

四、腦磁圖的特點及與EEG、PET及fMRI的比較

（一）腦磁圖的特點

腦磁圖特點主要為：① 磁場不受頭皮軟組織、顱骨等結構的影響。② 檢測發生源的誤差可小于數毫米，有良好的空間分辨率。③MEG直接測量腦的電生理活動而且可實時記錄神經生理學變化，為毫秒級記錄，因此MEG具有良好的時間分辨率。④ 探測器不與頭皮直接接觸，對人體無侵害，檢測方便。雖然MEG具有上述特點，但也存在某些不足，首先，MEG設備價格昂貴，每天消耗液氦十幾升；其次，由MEG設備所獲得的資料需要大量的時間進行分析。

（二）腦磁圖與EEG、PET及fMRI的比較

EEG測量的是神經元興奮時所產生的容積電流，屬于細胞外電流；MEG測量的是神經元突觸后電位所產生的磁場，為細胞內電流。MEG只對正切于頭顱骨表面的電流所產生的磁場敏感，而對于半徑方向的電流產生的磁場不敏感。因此MEG所測量的磁場是由位于溝裂內的腦回所產生的，MEG對大腦凸面腦回電流所產生的磁場不敏感。EEG的敏感區域恰與之相反，二者可以相互補充。MEG記錄的磁棘波滯后于EEG產生的電棘波，可能是興奮的放射狀皮質源擴散至腦溝或腦裂周圍腦回的緣故。電流在穿過腦脊液、顱骨、皮下組織及頭皮時明顯衰減，并且因各部位不同的電傳導性、電流方向發生偏轉，因此導致EEG定位誤差較大；而磁場不受頭皮軟組織、顱骨等結構的影響，因此MEG檢測發生源的誤差可小于數毫米，有良好的空間分辨率。

在外科癲癇灶切除之前，深部電極監控癲癇波被認為是癲癇灶定位的金標準。但是，深部電極為創傷性檢查，并且一些病人不易忍受。Wheless等人將MEG與視頻腦電圖(videoelectroencephalogram，VEEG)比較后認為，MEG定位的精確程度僅次于顱內VEEG，發作間期MEG對癲癇灶定位與外科確定的部位高度一致。結果認為MEG對癲癇病人的病灶定位是非常有用的，并提出了MEG取代顱內EEG的可能性，對一些病人可指導置人顱內電極。Sutherling等人比較了MEG與EEG對部分性癲癇患者源定位，認為MEG和EEG結合對癲癇灶定位具有實質性貢獻。MEG可對EEG進行有益的補充。MEG定位比EEG簡單。由于MEG不受顱骨的影響，MEG也比EEG更加敏感。Lnoue等人比較了功能性磁共振（functional magentic resonance imaging，fMRl）和MEG對腦腫瘤患者中央溝定位的準確性及所受的限制，他們比較了12例健康受試者及11例患有中央溝附近腫瘤的患者，進行fMRI時讓患者重復性伸開手掌及握拳并記錄腦興奮區，離興奮區最近的腦溝被定義為中央溝；體感誘發磁場通過全頭型122通道生物磁儀測量，刺激雙側腕部正中神經后得到N20m，中央溝被定義為離N20m最近的腦溝。健康受試者所有半球及10例病人非腫瘤側半球fMRI和MEG定位一致。病人中9例（82%）腫瘤側fMRI和MEG定位一致，2例不一致，其中一例手術后結果顯示fMRI和MEG一致。另外一例靜脈MRA顯示一條大的皮質靜脈位于fMRI的皮質激活區，認為不一致的原因可能是因為腫瘤壓迫初級體感皮質周圍的腦組織，導致靜脈血流變化造成。結合fMRI和MEG可對顱內腫瘤患者受影響的腦功能精確評價。與MEG比較，MRI噪音極大，刺激的傳輸、生理信號的記錄和被測反應的記錄都很困難。

Lamusuo首次比較了MEG與PET對癲癇灶定位結果，認為結合這兩種技術可以提供癲癇灶的精確位置，并且減少了手術時間。

五、腦磁圖臨床應用

目前腦磁圖在臨床上主要應用于兩個方面：對癲癇病患者進行癲癇灶定位和對神經外科病人顱腦手術前進行腦重要功能區定位。

（一）腦磁圖在癲癇中的應用

癲癇是由多種病因引起的慢性腦部疾患，以腦部神經元過度放電所致的突然、反復和短暫的中樞神經系統功能失常為特征。根據所侵犯神經元的部位及放電擴散范圍，可表現為運動、感覺、意識、行為、自主神經功能等不同障礙或兼而有之。對難治性癲癇患者來講，局部手術切除癲癇灶或進行伽瑪刀放射治療為有效的治療手段。成功的外科手術結果為癲癇發作消失并且不造成其他的神經功能障礙。為了達到這一目標，必須做到以下兩點：① 術前精確地對癲癇灶定位；② 術前對腦重要的功能區進行精確定位，以免手術切除癲癇灶時損傷腦的重要功能區造成功能障礙。

1.癲癇病人腦磁圖檢查前的準備工作

在對癲癇病人進行MEG檢查前，必須進行一定的準備工作，根據我們的工作經驗，應作如下工作。

(1)對患者解釋MEG檢查過程，詳細詢問病史，如患者白天癲癇發作還是晚上睡眠中發作。如患者白天發作則不必要要求患者口服水合氯醛，如患者易于睡前或醒后發作，則要求患者按千克體重口服水合氯醛，目的是為了記錄過程中容易記錄到棘波。

(2)檢查前頭一天晚上要求患者洗頭，主要 目的是為了去除過多的油脂，以便于減小EEG電極與頭皮間的電阻，從而獲得良好的EEG信號。

(3)病人更衣，除去所有帶有磁性的金屬飾物(如皮帶扣等)。

(4)如患者有不能摘下的義齒，要用消磁儀進行消磁處理；目的是減少資料采集時金屬造成的偽影。

(5)安置EEG、EOG及ECG電極。安置EEG的目的是在記錄MEG資料的同時，同步記錄EEG活動，以便于與MEG進行比較，安置EOG的目的是在記錄及分析過程中消除眨眼及運動眼球的偽影。在放置電極之前用酒精棉球清潔皮膚，將少量導電膏涂于電極上，目的是減少電阻。在病人雙側前額及雙頂部安置4個檢測線圈，使設備能探測到頭的位置。將雙側耳前點及鼻點(鼻根處)經頭位置指示器輸入計算機,建立頭的坐標，兩側耳前點之差不大于5 mm （圖3-7）。

圖3-7 頭坐標

上述工作結束后，即可進入磁屏蔽室進行MEG檢查。

2.腦磁圖對原發性癲癇（隱匿性癲癇）的診斷

隱匿性癲癇CT及磁共振等檢查無異常發現，因此，腦磁圖定位檢查尤其重要。腦磁圖可以對MRI無形態學改變的癲癇患者進行癲癇灶精確定位。腦磁圖檢查時在原始波圖像上可以見到散在或陣發性棘波、棘慢波，將其疊加到磁共振圖像上形成磁源性影像，可以明確癲癇灶的位置（圖3-8，圖3-9，圖3-10）。

3.腦磁圖對繼發性癲癇的診斷

繼發性癲癇約占癲癇病人總數的23%～39%，許多腦實質病變可引起癲癇發作。

(1)腦腫瘤 付鵬等對1866例顱內占位性病變統計，520例（27.9%）伴有癲癇發作，其 中以額葉病變最高（95例），其次為顳葉（77例），額頂葉（61例），頂葉（49例），額顳葉（38例），顳頂葉（33例），枕葉（25例），顱底及腦深部占（87例），小腦后顱窩（55例）。磁源性影像可以明顯腦腫瘤與癲癇灶的立體關系（圖3-11）。

(2)腦灰質異位 腦皮質發育不良與兒童和青少年癲癇發作有密切關系。腦灰質異位是腦皮質發育不良的一種形式。CT可見室管膜下或半卵圓中心灰質樣結節或團塊影，大小不一，密度與腦灰質一致。癲癇是灰質異位最常見的癥狀，病灶小一般癥狀輕，可有頑固性癲癇發作，病灶大者常有精神呆滯，癲癇發作。常伴有腦裂畸形或巨腦回。丁國成總結了18例腦神經元移行異常，其中腦灰質異位3例，全部有反復的癲癇發作。臨床上治療腦灰質異位癥以藥物控制癲癇為首選，但對于頑固性癲癇發作，以手術切除異位灰質效果較理想。磁源性影像可以明顯灰質異位的部位、癲癇灶與灰質異位的立體關系（圖3-12）。

(3)腦裂畸形與腦穿通畸形囊腫 腦穿通畸形是一種與腦室相連的或被薄層組織與腦室相隔的腦缺損，囊腔與腦室相通或不相通，可分為先天性或繼發性，可伴有顱裂、小腦畸形、胼胝體發育不良、神經元異位等。腦裂畸形與腦穿通畸形的主要臨床表現為癱瘓及癲癇。其基本CT表現是橫貫大腦半球的裂隙，裂隙外端的軟腦膜與內端的室管膜通過裂隙相連續，形成所謂的軟腦膜-室管膜縫。丁國成總結18例腦神經元移行異常，其中11例腦裂畸形，雙側腦裂畸形常伴有癲癇發作。磁源性影像可以明確顯示腦裂畸形，可以清晰地顯示癲癇灶與腦裂畸形及腦穿通畸形囊腫的位置關系（圖3-13，圖3-14）。

圖3-8 MRI腦磁圖

圖3-9 MRI腦磁圖

圖3-10 癲癇

圖3-11 腦腫瘤與癲癇灶的立體關系

圖3-12 灰質異位

圖3-13 腦裂畸形MSI

圖3-14 腦穿通畸形囊腫

(4)結節性硬化 是一種遺傳性疾病，臨床表現有三個主要癥狀，即面部皮脂腺瘤、癲癇和智力低下。CT為室管膜下多發或單發結節狀鈣化影或未鈣化的結節并向腦室內突入，大腦小腦均可發生。典型的腫瘤是室管膜下星形細胞瘤常位于門氏孔附近。硬化結節MRI TI WL鈣化部分呈低信號，非鈣化部分呈中等信號。磁源性影像可以明確硬化結節或鈣化與癲癇灶的位置關系。

(5)病毒性腦炎與癲癇 病毒性腦炎常伴發癲癇，張玲如等收入了67例病毒性腦炎，有癲癇發作42例，占62.69%。癲癇發作是因為在各種腦炎和腦膜炎的急性期，皮質靜脈或動脈血栓形成、腦水腫、病原體的毒素和代謝產物的聚集，均能通過有關機制影響神經細胞膜的穩定性而成為致癲癇因素；細胞的壞死、炎性細胞的浸潤等病理變化能影響神經細胞的通透性和正常功能，產生異常放電而引起癲癇發作。不僅在急性期，而且在恢復期及后遺癥期均可引起發作。發作形式多為大發作，也可為局灶性發作。CT可表現為低密度，MRI可見異常信號，病灶以顳葉額葉多見。MSI可明顯癲癇灶的位置及腦炎的形態改變。

(6)腦外傷與癲癇 癲癇是顱腦外傷后的并發癥之一。據統計外傷后癲癇的發病率為4%～10%。

癲癇是顱外傷后的嚴重并發癥之一。外傷后兩周為癲癇發作高風險期，尤以24 h內為最多。根據癲癇初發時間的不同，以兩周為界，常將其分為早期、晚期癲癇。CT、MR[均可以發現顱腦外傷后明顯的形態學改變，但是對微小的皮層腦軟化灶，CT及MRI仍不能提供診斷。磁源性影像可以明確腦外傷后明顯的形態學改變及癲癇灶位置，可以明確軟化灶與癲癇灶的位置關系（圖3-15）。

圖3-15 額葉腦軟化灶癲癇灶（圓點處）位于軟化灶后方

(7)動靜脈畸形與癲癇 腦動靜脈畸形為腦血管畸形中最常見的一種。約40%的AVM同時合并癲癇，主要發作類型為局灶性、精神運動性和全身性發作。MSI可以明確AVM與癲癇灶的關系（圖3-16）。

圖3-16 右額葉動靜脈畸形伽瑪刀術后，MSI顯示癲癇灶位于病灶后方

(8)海綿狀血管瘤與癲癇 在CT、MRI應用以前，海綿狀血管瘤被認為是少見病，隨著CT、MRI的應用，CA檢出率明顯增多，在中樞神經系統血管畸形中，CA約占25%，CA發生在大腦半球占77%～90%，病灶主要位于皮質下區，腦內病灶常見的臨床癥狀為癲癇發作。典型的CA在CT表現為高密度，病灶中心可見斑片狀鈣化，增強掃描呈輕度中度強化，MRI表現為病灶在T2WI呈不均勻信號，病灶周圍因含鐵血黃素沉積呈環狀低信號。MSI可以明確CA的位置、大小、周圍結構關系及癲癇灶的位置（圖3-17，圖3-18）。

圖3-17 海綿狀血管瘤

圖3-18 海綿狀血管瘤

(9)海馬硬化與癲癇 海馬硬化是內側性顳葉癲癇最常見的致癲癇性病變，也是難治性癲癇的常見原因之一。目前公認顳葉癲癇是外科手術治療的最佳適應癥，國內外報告手術有效率達83.7%～91.9%，其中50%～70%可達到癲癇發作消失，手術成敗的關鍵是對癲癇灶的精確定位。

顳葉癲癇多有顳葉皮質的病變，主要表現為海馬硬化，病變常累及下托及海馬旁回，又稱顳葉內側硬化，組織學表現為神經元的減少，樹突及軸突等結構異常以及反應性膠質細胞增生。當前海馬硬化的影像學診斷標準是：①海馬T2WI高信號；②海馬萎縮。但是并非所有的海馬硬化患者在MRI上都顯示異常信號。周健等通過磁共振波譜（magnetic resource spectroscopy，MRS）對顳葉癲癇進行定側，由于神經細胞的固縮和膠質細胞增生，導致NAA/CR+CH比值下降，PET表現為發作間期顳葉低代謝。上述方法時間分辨率差，只反映腦的代謝情況，腦磁圖作為一種較新的無創傷性腦功能檢測設備，具有毫秒級的時間分辨率及毫米級的空間分辨率，越來越多地應用于癲癇灶定位。MSI是將腦磁圖所獲得的腦電磁生理信息疊加到磁共振所獲得的腦解剖結構資料上，可以實時地反映腦神經元的電磁變化。但是由于顳葉位置低并且位于顳葉內側，即便是全頭型生物磁儀，傳感器距離海馬遠，因此海馬產生的神經活動容易受表淺皮層神經活動的影響。另外，由于海馬解剖結構呈螺旋形，所產生的突觸后電位互相抵消，導致信號更弱，從而不容易探測到（圖3-19）。

(10)腦軟化灶與癲癇 外傷、血液循環障礙、感染、手術等多種原因均可引起腦組織液化壞死，導致腦軟化灶形成，隨著時間的推移，形成瘢痕、鄰近腦室擴張、鄰近腦溝加深加寬，臨床上常表現為癲癇發作。MSI可明確軟化灶的位置、大小，亦可明顯軟化灶與癲癇灶的位置關系（圖3-20，圖3-21）。

(11)腦囊蟲病與癲癇 癲癇發作是腦囊蟲病最主要的臨床癥狀，也是一部分病人唯一的臨床癥狀。謝淑萍等人對3125例腦囊蟲病進行了回顧分析，其中2106例（67.4%）有癲癇發作。其中15～45歲1114例，占61.3%；腦電圖檢查有棘波或局灶性異常波者769例（占36.5%）；沒有局灶波而顯示廣泛中度異常的患者398例，占18.9%；腦電圖異常的患者1167例，占55.4%。引起癲癇發作的形式與寄生部位有密切關系。CT、MRI可以明確腦囊蟲病的診斷，MSI可明顯癲癇灶的位置與囊蟲的位置關系。

(12)鈣化與癲癇 譚啟富等人對CT掃描證實鈣化病灶的癲癇病人26例，頭顱CT掃描均在局部呈現點狀或斑片狀或條狀大小不等的等、高密度鈣化灶，最大者3cm×3cm。鈣化灶位于顳葉者18例（多位于顳葉內側區域），左、右側顳葉各占9例，位于額葉8例。經手術治療效果滿意，其中術后病理：血管畸形12例，腫瘤8例，其他6例，因此，雖然CT檢查有腦實質鈣化的癲癇病人還應進一步應用MRI及腦電圖或腦磁圖檢查，為進一步明確病變性質及確定癲癇灶提供更多的信息。腦磁圖可以明確癲癇灶的位置，并可以明顯癲癇灶與鈣化的位置關系。

圖3-19 海馬硬化

圖3-20 腦軟化灶

圖3-21 腦軟化灶

（二）腦磁圖在腦功能區定位中的應用

腦的重要功能區主要有體感皮質、運動皮質、聽覺皮質、視覺皮質及語言皮質等。對于準備進行癲癇灶切除及顱內腫瘤切除的患者來講，術前對上述腦的重要功能區進行精確定位具有重要意義，可以指導神經外科醫師在盡可能減少術后神經功能障礙的基礎上最大范圍地切除病灶，提高患者術后生活質量。

1.初級體感皮質區功能定位

(1)對受試者的要求及刺激方法 受試者進入磁屏蔽室內，安靜地坐于置有傳感器的頭盔下方，頭位于頭盔的中央區。所有受試者均接受雙側前臂腕部經皮膚正中神經電刺激，固定電流脈沖 0.3 ms，刺激間期（interstimulus interval，ISl）可以選用0.5～5 s之間。脈沖電流強度因個體耐受力不同而異，以不產生疼痛感覺并達到手指肌肉運動閾值為限。受試者在實驗中保持清醒狀態并且忽略刺激，不需要計數及運動反應。

(2)電刺激正中神經后的正常體感皮質反應刺激雙側腕部正中神經后初級體感皮質反應峰值主要為M20（電刺激腕部正中神經后20 ms左右出現的體感誘發磁場），M35（電刺激腕部正中神經后35 ms左右出現的體感誘發磁場），將同一受試者M20波峰及M35波峰的等電流偶極與MRI疊加得到MSI，即可明確顯示手區初級體感皮質在左、右側半球的位置（圖3-22）。MSI明確地顯示出腦體感皮質與腫瘤的立體關系（圖3-23），為臨床醫師最大范圍地切除腫瘤并盡可能保留腫瘤周圍重要功能區提供幫助。

2.運動皮質功能區定位

(1)對患者的要求及方法 給予受試者視覺或聽覺刺激，要求受試者看到左側刺激或聽到左耳刺激時運動左手食指，看到右側刺激或聽到右耳刺激時運動右手食指；或者要求受試者自我節律地運動左右手食指，要求運動節律盡量一致。在檢測過程中嚴禁腕部、上肢及除食指以外的其余四指肌肉收縮；給予視覺刺激后，要求受試者凝視前方，盡量不要眨眼及轉動眼球，以免眨眼及眼球運動干擾腦運動皮質興奮所產生的信號。檢測過程中頭保持不動。

圖3-22 體感皮質反應MSI

圖3-23 顱內腫瘤體感定位

(2)正常的食指運動反應 給予受試者視覺刺激后運動相應側的食指，可見一個最高的波峰，潛伏期為正值，將其峰值等電流偶極（ECD）疊加到MRI上，位于中央后回；選擇最高波峰之前潛伏期為負值的較小的波峰，將其峰值ECD疊加到MRI，上位于中央前回。最高波峰產生的原因是食指接觸按鍵時導致食指感覺傳入中央后回興奮所致，在運動食指前首先是中央前回興奮，再將指令傳遞給食指所致（圖3-24）。

3.聽覺皮質功能區定位

(1)對患者的要求及刺激方法 給予受試者雙耳純音刺激，聲音頻率2k Hz，強度90dBSPL，聲音持續時間為8 ms，刺激間隔為1 s。

(2)正常聽覺刺激反應波 給予受試者各種場音刺激，可誘導出聽覺磁反應，以給予雙耳純音刺激為多，給予90 dB、2k Hz純音刺激，誘導出的主要磁反應波分別為M50（給予受試者聲音刺激后，約50 ms左右出現的波峰。以下類推）及M100、M150及M200，其中最高波峰潛伏期為M100。將M50、M100疊加到MRI，其ECD位置均在雙側顳橫回，為初級聽覺皮質的位置。同一受試者M50波峰ECD位置與相應半球的M100波峰ECD位置極為接近，同一健康受試者左、右側初級聽覺皮質位置明顯不對稱（圖3-25）。

圖3-24 食指運動反應

圖3-25 正常聽覺刺激

4.視覺皮質功能區定位

(1)對受試者的要求及刺激方法 受試者取坐位，頭顱與儀器底部的盔形容器底部緊貼并固定。一般只采用單眼測試，用黑色不透光布遮蓋非測試眼。測試眼與屏幕中心的紅色固視點處于同一水平，囑患者只觀察紅色固視點，測試屏幕距眼角膜1.1 m。所有受試者均給予相應視野黑白棋盤格翻轉刺激，翻轉時間頻率為1 Hz（翻轉間隔為0.5 s）。屏幕上白格的平均亮度為70 cd/m2，黑白對比度約為90%。

(2)正常受試者的視覺反應波 通過測試不同條件下（如不同格大小、不同翻轉頻率、不同亮度及對比度時）所有受試者對不同大小格刺激的反應，均可在枕區各通道上引起較為明顯的NPN型復合波。這種NPN型復合波分別是一個負向波M75、一個正向波M100和一個負向波M145組成。其中高大的正向波M100的峰值潛伏期位于較小范圍的時間段內，并總保持相對固定的波形。由疊加后的MRI圖像可知，對半側視野的黑白棋盤格翻轉圖形刺激的皮質反應均出現在刺激野對側的大腦半球，且位于相應枕區的距狀裂底部后方，相當于楔舌回和舌回的區域（圖3-26）。

5.語言皮質區定位

語言功能區個體間存在明顯差異，而且少數人語言區并不一定在Wernicke區。要獲得有價值的語言區的信息，需要分析每個個體的腦活動而不是分析每組受試者平均的腦活動。因此，對每位腦腫瘤及癲癇灶等病變接近腦語言區的患者來講，腦外科手術前確定語言皮質相當重要。

(1)語言區定位對受試者的要求及刺激方法受試者進入磁屏蔽室內，安靜地坐于放置有傳感器的頭盔下方，頭位于頭盔的中央區。受試者在實驗中保持清醒狀態，檢查過程中頭不能移動?？梢詫κ茉囌哂靡曈X語言刺激或是聽覺語言刺激，刺激方法多種多樣。孫吉林等人所用的聽覺語言刺激方法是受試者雙側外耳道塞入耳塞，聲音由耳塞傳入。首先給予受試者50次純音刺激，頻率為2k Hz，強度為80 dB(聲壓級），刺激間期為2.5 s；然后給予受試者雙耳150對詞義相關及不相關的漢字（相關的漢字如“黑—白”不相關的漢字如“水—書”）刺激，刺激強度為80 dB聲壓級。要求受試者聽到一對漢字后對詞義是否相關進行判斷。所有漢字由母語為漢語的人發出。每對漢字的間隔時間為2.5 s；最后再次給予受試者50次純音刺激，頻率為2k Hz，強度為80 dB（聲壓級），刺激間期為2.5 s。 MEG記錄時間為刺激前750 ms至刺激后1250 ms。數據采集計算機對采集的數據分別按照純音、詞義相關成對漢字及不相關成對漢字產生的反應進行疊加。

圖3-26 視覺皮質功能區定位

(2)正常受試者對語言刺激的反應 孫吉林等人對9例健康受試者通過上述刺激方法進行語言區定位，同一受試者同側半球對詞義相關的漢字及不相關的漢字的反應波近似。1例左利手受試者右側半球在300～600 ms有第三個明顯高的波峰，而左側半球無此波峰。說明該受試者語言區位于右側半球。其MSI顯示語言區位于右側Wernicke區。2例右利手受試者雙側半球出現明顯的300～600 ms磁反應波。提示這兩名受試者語言區位于雙側半球。其MSI顯示語言區位于Wernicke區。6例右利手受試者雙側半球均誘導出潛伏期300～600ms的反應波，但左側半球波幅明顯高于右側半球。這6例受試者的MSI顯示，其語言區定位于左側半球顳上回后部及顳中回后部，即Wernicke區（圖3-27）。

圖3-27 聽覺性語言反應

（三）腦磁圖在腦梗死中的應用

Wiskstrom等對15例急性期單側中風（出現癥狀1～15天內），且中風部位位于大腦中動脈供血區域的運動感覺皮質附近和/或皮質下結構的病人進行正中神經電刺激誘發體感磁場觀察，結果為神經活動的峰值在N20m，P35m，P60m（當體感誘發磁場在刺激后20 ms、35 ms及60 ms出現了最大峰值，記為N20m，P35m，P60m，N為負，P為正）。體感誘發場的波峰應用等電流偶極（equivalent current dipole，ECD）進行評價，其位置與強度與相同年齡組比較，4例單純的運動中風病人還存在對稱的體感誘發場，4個單純感覺中風患者中的1例患者，7例局部麻痹患者中的5例患者體感誘發場明顯減弱或消失。除了1例患者以外，其余患者均伴有異常的體感誘發場，缺乏兩點辨別覺。認為初級感覺皮層（primary somatosensory cortex，PSC）的體感誘發場N20m、P35m和P60m的波峰與皮膚的感覺能力相關。Stippich等人使用多通道生物磁儀對6例患有暫時性缺血發作（transient ischemi attack，TIA）及2例患有短暫性完全性遺忘（transient globala mnesia，TGA）的患者進行了測量，對局灶性病理區域的自發神經磁活動進行定位并進行量化。TIA和TGA的局灶性慢波活動分別位于有癥狀的對側半球的感覺運動皮質、雙側顳葉內側及顳葉底部皮質。TIA及TGA在癥狀消失后3天至11天內依然有慢波存在，即TIA發作后，神經元功能的恢復慢于臨床癥狀的恢復。認為MEG對監控TIA及TGA后有癥狀的對側半球的感覺運動皮質及雙側顳葉的病理性神經磁慢波是有益的。Makela等人對7例丘腦梗死患者用全頭型122通道生物磁儀記錄聽覺誘發磁場及自發的皮質活動，并與健康對照組比較。結果顯示，丘腦核非特異性病變可擾亂人腦大片皮質區域的節律，認為單側局部丘腦病變可引起廣泛的雙側大腦皮質的電生理活動的改變，丘腦中風可以改變遠離病變部位的皮質功能。呂佩源等人通過腦磁圖對腦梗死患者的聽覺誘發磁場進行了研究，通過對15例急性腦梗死患者發病后3～4周進行聽覺誘發磁場檢查，同時以9例志愿者作為對照，腦梗死患者M100潛伏期明顯延長，患者患側聽覺誘發磁場反應強度與健側相比明顯減小，結果表明，MEG可靈敏地檢測出急性腦梗死患者聽覺皮層中樞功能損傷，并能夠客觀地評價聽覺中樞的功能狀態。

（四）腦磁圖在腦外傷中的應用

輕度頭外傷病人常顯示明顯的神經心理異常，但缺少傳統的神經放射學檢查或EEG正常。Lewine等人對輕度頭外傷病人進行了MEG檢查，分四個組由MRI、MSI、及EEG進行評價。結果認為，MSI對震蕩存在癥狀的病人腦的異常的顯示比EEG和MRI要高。過度異常的低頻活動的出現對患有腦外傷后震蕩后癥狀的病人提供了客觀的證據，并且與癥狀的恢復有良好的對應關系。1wasak等人用MEG對13例車禍后嚴重頭外傷后昏迷的幸存者進行體感誘發磁場的測量，并與年齡相同的14例健康受試者的體感誘發場進行比較。與正常受試者相比，病人N20m峰潛伏期延長，P30m、N45m變短，N20m及P30m偶極矩變小，N45m及P60m偶極矩增大。結論認為，廣泛性顱腦損傷導致體感輸入的減少及延遲，并導致體感皮質的補償性放大。

（五）腦磁圖在Alzheimer病、多發性硬化等其他精神、神經疾病中的應用

用MEG對Alzheimer病進行早期診斷，可使疾病在早期階段得到及時治療，延緩癥狀加重。Berendse等應用61通道MEG分析Alzheimer病的早期的腦皮質活動。相對于健康對照組的額中央區，Alzheimer病人絕對低頻磁頻率明顯并且廣泛增高，高頻率值在枕顳區明顯下降。病人組對睜眼及心理任務時的磁反應減少。Kassubek等對8例多發性硬化病人由MEG對腦異常的電磁活動進行定位，發現局灶性異?；顒游挥诓≡罡浇?，而在對照組沒有發現異常的腦電磁活動。結果認為，皮質下病變在病灶附近產生異常的皮質神經元活動。Fehr等人用MEG觀察了精神分裂癥患者慢波的源分布及患者臨床癥狀與低頻活動源的關系，結果顯示，精神分裂癥患者與健康對照組比較，慢波活動明顯增多。在額顳葉及枕部區域局灶性慢波活動兩組間明顯不同，慢波活動與癥狀有關。結論認為，精神分裂癥患者慢波活動與正常對照組相比，前者的慢波活動在不同的區域明顯超過后者，局灶性簇狀慢波可能與精神病特征有關。

（孫吉林 吳育錦 王寶山）

第四章 腦象圖學

八十多年來，腦波判讀的方法及其應用，基本上被局限在神經解剖、神經生理學和神經病理學的范疇之內。分析盡管越來越細，但一直是定域地、孤立地、不相關地進行著。除去以85%的可信度診斷腦部疾病外，對于其他方面幾乎是空白。為了尋找在腦波判讀中所不斷產生的、變動不居的、豐富多彩的大腦高級功能，及其生理上的實在性、物理上的可表述性和實踐中的可操作性，特依據腦功能區域定位原則和大腦電化學原理，在臨床腦電圖研究與應用的基礎上，根據混沌動力學的原理建立了數學模型，利用數碼成像技術，接收人腦電波并將其繪制成直觀的物理幾何圖形，以顯示人類大腦的智能特征、智力特征、情緒特征、個性特征、思維品質特征，以及能力潛在的優勢、腦部疾病、心理性疾病，成功地設計了一種腦象圖（elctroencephalonquadrantgram，EEQG）檢測技術。

（未完待續）