岛叶癫痫(insular epilepsy)临床上可以表现出类似额叶癫痫、颞叶癫痫及顶叶癫痫的症状。岛叶癫痫临床的复杂性和变异性常常很难判定岛叶皮层独立致痫性的存在,是一些手术失败的原因。岛叶本身及其与其他潜在致痫区(epileptogenic zones,EZ)的广泛联系导致症状的复杂多样和诊断的不确定性甚至误诊,仅凭临床症状诊断岛叶癫痫具有挑战性。颅内电极脑电图(Intracranial electroencephalography,ICEEG),尤其是立体定向脑电图(stereo-electroencephalography,SEEG)通过解剖-电生理-临床模式被用于确认岛叶皮层放电起源定位致痫灶。但是ICEEG是侵袭性的具有一定风险的检查。而且ICEEG监测其最主要劣势在于空间覆盖有限,只有有限数量的电极能够被置入。脑磁图(Magnetoencephalography,MEG),能够无创性的探测大脑神经电磁信号,是一种相对较新的脑功能的检测技术,脑磁图与传统脑电图(electroencephalography,EEG)相比其具有更高的空间分辨率,与功能核磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)相比具有更好的时间分辨率。目前应用MEG在局灶性癫痫中的定位作用已经显现,但遗憾的是,仅仅有很少的研究报道利用脑磁图单一等效电流偶极子(equivalent current dipole,sECD)方法研究岛叶癫痫定位。脑内高频振荡的发现(high-frequency oscillations,HFOs)(>80 Hz)开辟了探索癫痫异常脑活动的新途径,目前认为高频振荡较低频的棘慢波放电更加局限,与癫痫发作起始区的联系更加紧密。但有关癫痫高频振荡的研究主要是利用颅内电极监测记录的。癫痫的高频振荡脑磁图特征,尤其是岛叶癫痫的高频脑磁信号特点仍是未知的。近年来对于结构性和功能性网络的研究表明,人类大脑本身是一个复杂的网络。因此,就癫痫而言,所谓的“局灶性”癫痫实际上可能并非想象的那么“局灶”,而是与不同尺度的脑网络连接有关。进而对癫痫的认识发生了由致痫灶到癫痫网络的转变。致痫网络的概念被定义为癫痫放电产生以及传播过程中所累及的脑区。癫痫致痫网络的分析研究可以提供发作起始,传播和终止的动态演变,以及发作间期功能网络的重要信息,有助于我们对癫痫的深入理解。基于上述背景,我们对岛叶的复杂症状学进行分析,并评价非侵袭性的MEG对于岛叶癫痫的定位价值。进而进一步探讨高频振荡脑磁图的特征,评价其在岛叶癫痫致痫灶源定位及癫痫致痫网络中的价值。第一部分岛叶癫痫的症状学及综合术前定位目的:总结岛叶癫痫症状学特点及探讨术前定位评估方法。方法:回顾性分析自2010年1月至2016年12月接受手术治疗的岛叶癫痫患者的病例资料,分析头皮脑电图(EEG),核磁共振(MRI),脑磁图(MEG)及颅内电极检查在致痫灶定位中的作用。结果:1.共23例患者符合入组标准。19例患者发作前有先兆。躯体感觉先兆6例,内脏感觉先兆3例,植物神经或精神先兆7例。躯体感觉合并内脏感觉先兆1例,躯体感觉合并植物神经先兆1例,味觉先兆合并内脏感觉先兆1例。15例表现为躯体运动症状:其中7例存在过度运动症状(Hypermotor seizures,HMS)HMSⅠ型4例,HMSⅡ型2例,混合型1例。6例患者表现为躯体和内脏运动症状。1例患者仅表现为内脏运动症状。1例患者表现为失语。2.头皮EEG对于岛叶癫痫无定位意义。发作间期13例头皮EEG有定侧意义,发作期15例有定侧意义。23例患者均行MRI检查,其中岛叶或岛盖异常4例。21例患者行MEG检查,15例患者显示MEG棘波偶极子位于岛叶和或岛盖(71%),明显好于MRI。21例患者完成颅内电极监测。发作间期14例(67%),发作期16例定位于岛叶(76%),MEG对于岛叶癫痫定位与颅内电极监测无明显差别。20例患者病理结果为局灶性皮质发育不良(87%)。17例患者术后癫痫控制Engel I级(74%)。小结:无创性MEG检查对于岛叶癫痫具有术前定位价值,联合症状学特征能够提高对岛叶癫痫的认识及诊断,进而改善临床预后。非肿瘤性病变的岛叶癫痫组织病理学改变多为局灶性皮质发育不良。岛叶癫痫手术预后良好。第二部分药物难治性岛叶癫痫发作间期高频振荡脑磁图研究目的:采用非侵袭性的技术精确的定位致痫灶,在岛叶癫痫的术前定位评估中是非常重要的。本研究的目的是利用脑磁图技术在源水平检测并定位发作间期的高频振荡,评价脑磁图高频振荡是否能够定位岛叶癫痫的致痫区。方法:分别采用脑磁图传统的棘波偶极子源分析方法和高频振荡(high-frequency oscillations,HFOs,80-250 Hz ripples during spikes)的累积源成像方法分析脑磁图数据,定位致痫区。比较切除发作间期高频振荡产生区域和切除棘波偶极子区域与癫痫手术预后的关系。结果:在全部21例患者中,18例患者发作间期高频振荡脑磁图定位在岛叶致痫区。而棘波偶极子有15例定位涉及岛叶致痫区。高频振荡和棘波偶极子均定位在岛叶致痫区的有14例患者。切除高频振荡区域的患者87%术后癫痫发作消失,而切除棘波偶极子区域的患者80%术后无癫痫发作。完全切除高频振荡区域的患者较部分和未切除区域的患者有更高的术后癫痫无发作率(P=0.031)。而完全切除棘波偶极子区域的患者较部分及未切除区患者对于癫痫手术预后影响无明显差异。小结:本研究首次探讨了岛叶癫痫的高频振荡脑磁图信号特征。利用脑磁图能够非侵袭性的检测到岛叶癫痫的高频振荡并定量分析。高频振荡脑磁图对于岛叶癫痫致痫灶具有定位价值。第三部分基于脑磁图的岛叶癫痫高频振荡有效连接网络研究目的:本试验的目的是研究岛叶癫痫患者在发作间期高频振荡(high-frequency oscillations,HFOs)脑磁图的有效连接(effective connectivity,EC)脑网络特性。方法:试验研究了22例岛叶癫痫患者和20例健康对照的脑磁图数据。通过相关性分析和Granger因果关系分析,利用健康对照组的静息状态的HFOs和岛叶癫痫患者发作间期伴和不伴棘波的HFOs数据,在源水平构建有效连接网络。通过与对照组的比较,研究岛叶癫痫患者在全脑网络和基于岛叶脑网络的空间模式和连接特性的改变。结果:发作间期岛叶癫痫伴有棘波的HFOs有效连接涉及岛叶皮层的例数明显增多。图论参数的分析显示岛叶癫痫全脑连接模式呈现过度连接和小世界特性。基于岛叶的脑网络中,发作起始侧岛叶皮层传入和传出的连接均增加,左岛癫痫与双侧大脑半球连接均增加,而右岛癫痫仅与同侧半球连接增加。小结:发作间期岛叶癫痫高频振荡脑磁图的全脑网络和基于岛叶的脑网络的有效连接均发生改变。基于高频振荡的有效连接网络的改变为了解岛叶癫痫的复杂病理生理机制提供了独特的见解,并可能成为这种类型癫痫的新的生物学标志物。结论:1.脑磁图对于岛叶癫痫具有术前定位价值,联合症状学特征能够提高对岛叶癫痫的认识和诊断,进而得到更好的治疗。2.发作间期岛叶癫痫的高频振荡能够被脑磁图非侵袭性的检测到并能定量分析。高频振荡脑磁图对于岛叶癫痫致痫灶具有定位价值。3.岛叶癫痫发作间期脑磁图的高频振荡全脑网络和基于岛叶的脑网络的有效连接均发生改变。基于高频振荡的有效连接网络的改变为了解岛叶癫痫的复杂病理生理机制提供了独特的见解,并可能成为这种类型癫痫的新的生物学标志物。