內(nèi)側(cè)顳葉癲患者異?；顒?dòng)腦區(qū)的靜息態(tài)fmr研究

內(nèi)側(cè)顳葉癲患者異?；顒?dòng)腦區(qū)的靜息態(tài)fmr研究

內(nèi)側(cè)癲癇（mtle）是臨床上常見(jiàn)的藥物難治性癲癇，其特征性病理學(xué)基礎(chǔ)為海綿硬化（hs）。此外,占位性?xún)?nèi)側(cè)顳葉癲癎(mTLE-OL),如低級(jí)別膠質(zhì)瘤、脈絡(luò)膜裂囊腫或皮質(zhì)發(fā)育不良等,也是重要癲癎類(lèi)型。一般而言,不同病因所致的內(nèi)側(cè)顳葉癲癎具有不同的臨床特點(diǎn),可能是不同疾病類(lèi)型。海馬硬化性?xún)?nèi)側(cè)顳葉癲癎(mTLE-HS)具有一定特異性,既往多有高熱驚厥史或早期腦血管事件,且存在較嚴(yán)重的認(rèn)知損害;而mTLE-OL更易發(fā)生復(fù)雜部分性發(fā)作或繼發(fā)全面性發(fā)作。癲癎網(wǎng)絡(luò)研究提示,病灶以外的諸多腦結(jié)構(gòu)亦可參與癲癎活動(dòng)的產(chǎn)生和傳播,因此除原發(fā)病灶外,可能還存在更廣泛的腦結(jié)構(gòu)或功能損害,這可能即是內(nèi)側(cè)顳葉癲癎表現(xiàn)出不同臨床特點(diǎn)的病理生理學(xué)基礎(chǔ)。基于低頻振幅(ALFF)的血氧水平依賴(lài)性功能磁共振成像(BOLD-fMRI)可在無(wú)同步腦電圖檢查的情況下對(duì)自發(fā)性異常腦電活動(dòng)進(jìn)行探測(cè),我們采用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)mTLE-HS和mTLE-OL進(jìn)行研究,以觀察二者腦功能活動(dòng)改變的分布模式,并探討其可能的病理生理學(xué)機(jī)制。對(duì)象和方法一、研究主題1.普通哌葉癲(1)參照2001年國(guó)際抗癲癎聯(lián)盟(ILAE)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),診斷明確的顳葉癲癎,包括復(fù)雜部分性發(fā)作等典型顳葉癲癎癥狀。(2)常規(guī)或長(zhǎng)程腦電圖顯示單側(cè)顳葉發(fā)作期或發(fā)作間期癲癎波。(3)常規(guī)MRI顯示單側(cè)海馬硬化或顳葉占位性病變,病灶直徑<2cm。(4)所有受試者于檢查前均獲得知情同意,并簽署知情同意書(shū)。2.mttle-ohs組患者的性別、年齡分布選擇2009年8月-2013年8月在南京軍區(qū)南京總醫(yī)院就診并符合納入標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)側(cè)顳葉癲癎患者共計(jì)60例,mTLE-HS和mTLE-OL各30例。(1)mTLE-HS組:30例患者,男性17例,女性13例;年齡15~48歲,平均(30.40±10.60)歲;病程0.17~25年,平均(8.24±7.06)年;病灶居左側(cè)14例、右側(cè)16例。(2)mTLE-OL組:30例患者,男性19例,女性11例;年齡15~56歲,平均(30.67±11.60)歲;病程0.50~26年,平均(8.57±7.53)年。病灶居左側(cè)者14例、右側(cè)16例,其中13例經(jīng)病理檢查證實(shí)診斷(表1)。(3)正常對(duì)照組:以30例同期在我院進(jìn)行體格檢查的健康志愿者作為正常對(duì)照組,均排除神經(jīng)或精神疾病,男性18例,女性12例;年齡19~40歲,平均(28.60±7.60)歲。mTLE-HS組與mTLE-OL組患者性別(χ2=0.278,P=0.598)、年齡(t=0.093,P=0.926)、病程(t=0.177,P=0.860)和病灶側(cè)別(χ2=0.000,P=1.000)比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;3組受試者性別(χ2=0.278,P=0.870)和年齡(F=0.374,P=0.689)比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。二、學(xué)習(xí)方法1.維活動(dòng)固定采用德國(guó)Siemens公司生產(chǎn)的MagnetomTrioTim3.0T超高場(chǎng)強(qiáng)MRI掃描儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。受試者閉目平臥,盡量不做意向性思維活動(dòng),海綿墊固定頭部。采集序列為基于梯度回波序列(GRE)的單次激發(fā)回波平面成像(EPI),重復(fù)時(shí)間(TR)2000ms、回波時(shí)間(TE)30ms,掃描視野(FOV)240mm×240mm,矩陣64×64,反轉(zhuǎn)角度900°,共采集250個(gè)時(shí)間點(diǎn),掃描層厚4mm、層間距0.40mm,共30層。同時(shí)采集磁化準(zhǔn)備快速梯度回波(MPRAGE)序列獲取三維T1WI(3D-T1WI)圖像。2.處理數(shù)據(jù)3.結(jié)果的多重校正采用SPM8軟件對(duì)上述處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分別對(duì)3組mALFF統(tǒng)計(jì)參數(shù)腦圖依次行兩樣本t檢驗(yàn),采用AlphaSim法對(duì)結(jié)果進(jìn)行多重校正(P<0.05,體素>2040),并將結(jié)果疊加于標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)模板。由于顳葉占位性病變?cè)陬A(yù)處理過(guò)程中被遮蓋,因此本研究?jī)H觀察內(nèi)側(cè)顳葉癲癎患側(cè)顳葉外腦區(qū)。最終提取mTLE-HS和mTLE-OL患者異常腦區(qū)mALFF值,與癲癎病程行Pearson相關(guān)分析,閾值水平以P≤0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。mtle-ol組患者malff值變化情況兩樣本t檢驗(yàn)結(jié)果顯示,與正常對(duì)照組相比,mTLE-HS組患者mALFF值明顯增強(qiáng)區(qū)域位于雙側(cè)小腦、舌狀回、距狀回、楔狀回、丘腦和對(duì)側(cè)顳下回;mALFF值減弱區(qū)域位于雙側(cè)額葉和前扣帶回、患側(cè)殼核和中央前回、對(duì)側(cè)頂下回和角回(圖1,表2)。與正常對(duì)照組相比,mTLE-OL組患者雙側(cè)小腦、扣帶中后回、楔狀回和舌狀回mALFF值明顯增強(qiáng);而雙側(cè)額中上回、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、前扣帶回和胼胝體壓部mALFF值減弱(圖1,表3)。與mTLE-HS組相比,mTLE-OL組患者mALFF值增強(qiáng)區(qū)域分別位于雙側(cè)頂下葉、楔前葉、角回、扣帶中后回和對(duì)側(cè)顳中回;mALFF值減弱區(qū)域?yàn)閷?duì)側(cè)中央后回、雙側(cè)枕中回和小腦(圖2)。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示,雙側(cè)扣帶中后回mALFF值與mTLE-OL患者癲癎病程呈正相關(guān)(r=0.687,P=0.000),而雙側(cè)前扣帶回與病程呈負(fù)相關(guān)(r=-0.621,P=0.000)腦認(rèn)同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域mra本研究結(jié)果顯示,mTLE-HS與mTLE-OL具有不同的異常腦功能活動(dòng)分布模式,從神經(jīng)影像學(xué)角度證明二者為不同的疾病類(lèi)型。與mTLE-HS組相比,mTLE-OL組患者mALFF值增強(qiáng)區(qū)域?yàn)殡p側(cè)頂下葉、楔前葉、角回、扣帶中后回和對(duì)側(cè)顳中回等腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(DMN)區(qū)域,mALFF值減弱區(qū)域?yàn)閷?duì)側(cè)中央后回、雙側(cè)枕中回和小腦。ALFF是由我國(guó)學(xué)者Zang等首次提出的反映腦局部特征的影像學(xué)診斷技術(shù),通過(guò)計(jì)算一定時(shí)間內(nèi)BOLD信號(hào)偏離基線(xiàn)的平均值,以反映該時(shí)間內(nèi)腦自發(fā)性代謝活動(dòng)之強(qiáng)度。癲癎是一種神經(jīng)元異常同步放電的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病,可引起相應(yīng)腦區(qū)BOLD信號(hào)的改變,從而使ALFF信號(hào)增強(qiáng),因此ALFF值增強(qiáng)能夠間接反映癲癎活動(dòng)程度,該方法的有效性已經(jīng)本研究小組既往研究結(jié)果所驗(yàn)證。在本研究中,與正常對(duì)照組相比,mTLE-HS組患者雙側(cè)小腦、部分枕葉(包括舌狀回和楔狀回)、健側(cè)顳下回均呈現(xiàn)mALFF值增強(qiáng),與張志強(qiáng)等的研究結(jié)果相一致,反映上述腦區(qū)受癲癎的影響較大,揭示存在顳葉癲癎網(wǎng)絡(luò),從而將大腦構(gòu)建為一個(gè)整體運(yùn)作。此外,丘腦在癲癎的易化和播散中具有重要作用,其與大腦皮質(zhì)或皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)具有廣泛的非特異纖維連接,主要影響全面性發(fā)作。SPECT研究結(jié)果表明,內(nèi)側(cè)顳葉癲癎患者存在丘腦受累,本研究也證實(shí)了丘腦在內(nèi)側(cè)顳葉癲癎中的重要作用。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn),mTLE-HS組患者雙側(cè)額葉和前扣帶回、對(duì)側(cè)頂下回和角回呈現(xiàn)mALFF值減弱,上述區(qū)域部分參與了腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)。在本研究中,與正常對(duì)照組相比,mTLE-OL組患者雙側(cè)額中上回和前扣帶回mALFF值減弱,提示腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)受損,但與mTLE-HS組患者的mALFF分布模式不同。患者楔葉和扣帶中后回mALFF值增強(qiáng),有文獻(xiàn)報(bào)道,楔前葉與后扣帶回之間存在網(wǎng)狀環(huán)路,二者共同參與記憶活動(dòng)的調(diào)節(jié),后扣帶回mALFF值增強(qiáng)可能解釋了mTLE-OL患者在復(fù)雜部分性發(fā)作和全面性發(fā)作時(shí)出現(xiàn)的意識(shí)喪失。不同病理基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)顳葉癲癎呈現(xiàn)不同的mALFF值改變腦區(qū)。與mTLE-HS組相比,mTLE-OL組患者雙側(cè)頂下葉、楔前葉、角回、扣帶中后回和對(duì)側(cè)顳中回mALFF值增強(qiáng),即mTLE-HS較mTLE-OL患者腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域受抑制程度更嚴(yán)重。腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)與人類(lèi)情景記憶、內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測(cè)和自我認(rèn)知評(píng)價(jià)有關(guān),發(fā)作間期的樣放電可引起腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的中斷掛起,其活動(dòng)受損可能反映了癲癎患者腦高級(jí)認(rèn)知功能障礙的神經(jīng)病理學(xué)機(jī)制。內(nèi)側(cè)顳葉癲癎患者腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域受損見(jiàn)于許多fMRI研究報(bào)道,筆者推測(cè),發(fā)作間期樣放電可以抑制腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)中的mALFF信號(hào)強(qiáng)度。根據(jù)能量代謝規(guī)律,腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)各區(qū)域在靜息態(tài)下呈現(xiàn)高能量代謝,而在工作記憶時(shí)為低代謝,隨著記憶任務(wù)的增加,能量代謝減弱程度相應(yīng)增加,即本研究mTLE-HS組患者腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)各區(qū)域具有更低的代謝水平、認(rèn)知損害程度更嚴(yán)重,與李軍杰等和王秀等的研究結(jié)果相一致。兩組患者的認(rèn)知水平在臨床表現(xiàn)上是否存在差異,尚待進(jìn)一步研究加以證實(shí)。此外,兩種病理基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)顳葉癲癎均出現(xiàn)小腦mALFF值增強(qiáng),可能與癲癎發(fā)作過(guò)程中身體的不自主運(yùn)動(dòng)有關(guān),也有研究認(rèn)為,小腦mALFF值增強(qiáng)與代償引起的神經(jīng)自發(fā)性活動(dòng)增多有關(guān)。與mTLE-HS相比,mTLE-OL患者對(duì)側(cè)中央后回mALFF值減弱,即mTLE-HS在該區(qū)域癲癎活動(dòng)更明顯。中央后回與海馬存在非直接突觸連接,但SPECT顯像顯示其高灌注且皮質(zhì)變薄,可以解釋為癲癎波傳播的興奮性毒性引起傳入神經(jīng)阻滯。相關(guān)分析提示,患者正激活區(qū)域(雙側(cè)扣帶中后回)mALFF值與病程呈正相關(guān),提示隨著病程延長(zhǎng),該區(qū)域神經(jīng)自發(fā)性活動(dòng)更活躍;而負(fù)激活區(qū)域(雙側(cè)前扣帶回)mALFF值與病程呈負(fù)相關(guān),即癲癎波對(duì)該區(qū)域腦活動(dòng)之抑制程度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng),提示癲癎早期診斷與治療的重要性。雖然兩組癲癎患者的病灶位置有所不同,但均集中于內(nèi)側(cè)顳葉,并在數(shù)據(jù)處理中被mask遮蓋。本研究側(cè)重觀察患側(cè)顳葉外腦區(qū),且ALFF值反映局部腦活動(dòng),而非各腦區(qū)功能連接,因此病灶位置差異對(duì)結(jié)果產(chǎn)生的影響極其微弱。綜上所述,采用基于ALFF的fMRI技術(shù)發(fā)現(xiàn),不同病理基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)顳葉癲癎其腦功能活動(dòng)改變的分布模式不同,二者為不同的疾病類(lèi)型。mTLE-HS患者具有更廣泛的腦活動(dòng)異常區(qū)域,是一種特異性癲癎類(lèi)型。本研究可為不同病理基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)顳葉癲癎的致灶定位和病理生理學(xué)機(jī)制闡述提供幫助。(1)靜息態(tài)fMRI(rs-fMRI)和3D-T11WI的NIFTI_1數(shù)據(jù)逐個(gè)輕微旋轉(zhuǎn)平移,調(diào)整原點(diǎn)至前后聯(lián)合,以減少后續(xù)分析時(shí)的誤差。同時(shí),將二者數(shù)據(jù)配準(zhǔn),便于后續(xù)處理。(3)在3D-T11WI)配準(zhǔn)至標(biāo)準(zhǔn)空間即加拿大蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所(MNI)空間,同時(shí)獲得該被試MNI空間的代價(jià)mask。(5)創(chuàng)建MNI空間特異性組平均T1WI模板和代價(jià)mask:重復(fù)第(3)和(4)步獲得所有患者的MNI空間結(jié)構(gòu)圖像和MNI空間代價(jià)mask圖像,平均化結(jié)構(gòu)圖像,同時(shí)創(chuàng)建總體代價(jià)mask圖像。(6)創(chuàng)建MNI空間特異性組平均灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液模板:采用代價(jià)函數(shù)通過(guò)特異性組水平代價(jià)mask圖像,分割獲得特異性組水平之灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液模板。(7)重分割并將T1WI圖像重配準(zhǔn):采用代價(jià)函數(shù)方式,以第(6)步獲取的特異性組水平灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液模板為基準(zhǔn),結(jié)合個(gè)體空間的代價(jià)mask,分割其結(jié)構(gòu)圖像T1WI,獲取T1WI向MNI空間的變換矩陣T。將變換矩陣T寫(xiě)給第(2)步配準(zhǔn)后的靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù),并重采樣成3mm×3mm×3mm,得到MNI空間靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)。(8)平滑:以半高全寬(FWHM)為8mm進(jìn)行高斯平滑。(9)濾波