《Clinical Neurophysiology》：Clinical and methodological advances in EEG-fMRI for epilepsy: a focused review
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癫痫病灶定位与术前评估的EEG-fMRI技术进展及挑战。
Thaera Arafat|Zhengchen Cai|Jean Gotman
加拿大魁北克省蒙特利尔麦吉尔大学蒙特利尔神经病学研究所及医院
摘要
同步脑电图-功能性磁共振成像（EEG-fMRI）是一种独特的无创神经成像技术，能够高空间分辨率地映射与脑电图（EEG）癫痫放电相关的代谢变化，这些变化通过功能性磁共振成像（fMRI）信号得以体现。该技术日益被视为药物难治性癫痫术前评估的宝贵工具，有助于定位癫痫发作区域、指导电极植入，并为手术策略和预后预测提供依据，同时还能揭示参与癫痫活动的网络结构。
在伪迹去除、自动尖峰检测和统计建模方面的进步提升了EEG-fMRI的数据质量和临床应用价值。在标准脑电图无法精确定位癫痫位置或磁共振成像（MRI）结果为阴性的复杂病例中，该技术尤为有用。然而，其临床广泛应用受到操作复杂性、缺乏标准化协议、解读标准以及在不同癫痫人群中验证不足的限制。
本文综述了EEG-fMRI在癫痫放电定位中的演变作用，重点探讨了方法学和临床应用方面，涵盖了从数据采集到分析、统计解读及决策制定的全过程，包括区分广泛性癫痫活动与局灶性癫痫活动、评估丘脑在局灶性癫痫中的参与程度、评估癫痫持续状态（status epilepticus）、根据结构性病变映射血氧水平依赖性反应，以及支持复杂病例的术前规划，展示了其提高诊断精确度和治疗效果的潜力。
引言
同步脑电图-功能性磁共振成像（EEG-fMRI）是一种多模态脑成像技术（Ritter和Villringer，2006年；Warbrick，2022年）。这是一种独特且无创的研究癫痫的方法。脑电图（EEG）是癫痫监测的金标准，能够在fMRI扫描过程中检测到癫痫放电等神经生理特征。这些癫痫事件可以精确标注其发作时间、幅度、持续时间和形态。fMRI具有非侵入性地在脑部各处进行高空间分辨率成像的能力。基于标注的EEG事件，可以通过fMRI分析估计癫痫放电相关的血流动力学反应的位置和变化。研究表明，EEG-fMRI是研究儿童和成人癫痫患者发作间期癫痫样活动的有效方法（Ikemoto等人，2024年；Moeller等人，2011年）。其在癫痫术前评估中的临床价值尤为突出，有助于定位与发作间期癫痫放电相关的局灶性皮质血流动力学变化（Khoo等人，2018年；Pittau等人，2012a年），为手术规划提供重要临床依据（Elshoff等人，2012年；Koupparis等人，2021年）。此外，EEG-fMRI还用于探索癫痫网络的功能特征（Khoo等人，2017b年；Pittau等人，2012b年）。
此前已有从方法学（Gotman等人，2006年；van Graan等人，2015年）、癫痫网络（Gotman，2008年）以及临床应用（包括儿童和成人癫痫患者的术前评估，Elshoff等人，2012年；Ikemoto等人，2022年；Moeller等人，2013年；Sadjadi等人，2021年）等多个角度对EEG-fMRI在癫痫中的应用进行了研究。
本文在现有文献基础上，重点从三个方面探讨了EEG-fMRI在癫痫放电定位中的应用：补充以往未涉及的内容，详细阐述部分问题，并介绍该领域的最新进展和观点。全文分为两部分：方法学部分，介绍EEG-fMRI在癫痫研究中的数据采集、分析、统计解读及决策制定过程；临床应用部分，总结当前的研究成果和临床发现，重点讨论其在区分广泛性癫痫活动与局灶性癫痫活动、评估丘脑在局灶性癫痫中的作用、急性及危重状态（如癫痫持续状态）中的应用、表征与结构性病变相关的血氧水平依赖性（BOLD）反应，以及其在癫痫灶定位、术前规划和预后预测中的作用。
方法学框架
从方法学角度来看，EEG-fMRI在癫痫研究中的流程遵循健康受试者任务fMRI的研究原则和工作流程。主要目标是通过将EEG上标注的癫痫样放电（通常是发作间期癫痫放电，IEDs）视为“任务事件”，并利用fMRI-BOLD信号估计相关的血流动力学反应，从而定位其来源。本节将介绍EEG-fMRI在癫痫研究中的方法学框架，涵盖从数据采集到分析及统计解读的全过程。
扫描仪磁场强度
磁场强度对EEG-fMRI在癫痫研究中的效果至关重要，主要影响检测癫痫样放电相关血流动力学反应的敏感性和特异性。较高的磁场强度可以提高BOLD信号对比度及信噪比（SNR）（Bandettini等人，1994年；Gati等人，1997年）。与任务fMRI类似，癫痫样放电相关的BOLD反应幅度相对于基线也会发生变化。
脑电图采集
与fMRI采集相比，EEG的设置更为标准化。早期研究通常使用16通道的1.5T系统（Ives等人，1993年；Warach等人，1996年），但大多数研究采用了完整的10–20通道系统。在使用自由电极的设置中，常采用类似癫痫监测单元的电极布局，最多可放置29个电极（An等人，2013年；Khoo等人，2018年；Pittau等人，2012a年）。
脑电图处理
在MRI扫描仪内记录的脑电图信号比外部记录的信号噪声更大，因此在标注癫痫放电前需要先进行有效的伪迹去除。Bullock等人（2021年）详细总结了脑电图噪声来源及清除方法，并提供了技术建议。fMRI过程中的脑电图噪声可根据来源分类：
梯度伪迹是由磁共振序列中的快速切换磁场梯度引起的。
结论
EEG-fMRI技术在21世纪初开始应用于癫痫研究，大约是在fMRI问世十年后。在所有临床和研究领域中，癫痫是EEG-fMRI应用最广泛的领域。采集协议已变得越来越普及，人们越来越倾向于使用更先进的扫描序列和更高磁场的设置，且其可行性已得到验证。尽管扫描仪内的脑电图质量
资金声明
作者声明不存在潜在的利益冲突。本研究得到了加拿大卫生研究院（J.G. FDN 143208）的支持。T.A由Savoy基金会博士后奖学金资助；Z.C由Savoy基金会博士后奖学金、FRQS博士后奖学金、魁北克研究基金会（FRQS）和MNI Jeanne Timmins Costello奖学金资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
