磁共振彌散張量成像技術(shù)對顳葉癲癇腦內(nèi)結(jié)構(gòu)的研究

磁共振彌散張量成像技術(shù)對顳葉癲癇腦內(nèi)結(jié)構(gòu)的研究

分散成像（dti）是近年來的一種無創(chuàng)傷性重復磁共振技術(shù)。它可以敏感地顯示微觀組織的特征，并描述大腦各部分結(jié)構(gòu)的功能關(guān)系。Thivard等研究表明,顳葉癲癇患者彌散張量改變不僅局限于致癇的海馬和同側(cè)顳葉,還同時累及顳葉外的區(qū)域,但損害的網(wǎng)絡還存在爭議。顳葉癲癇(temporallobeepilepsy,TLE)可以導致患者認知功能損害,特別是記憶功能損害。黨超等人利用注意網(wǎng)絡測試技術(shù)(attentionalnetworkstest,ANT)對顳葉癲癇患者注意功能的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),存在認知功能損害的患者可無臨床相應病灶損害證據(jù)。而本研究旨在應用DTI技術(shù)探討顳葉癲癇患者顳葉及顳葉微細結(jié)構(gòu)損害,探討TLE患者腦內(nèi)微結(jié)構(gòu)改變與記憶功能損害的關(guān)系,以及TLE患者記憶力損害可能涉及的相關(guān)腦區(qū),為TLE廣泛的網(wǎng)絡損害提供理論依據(jù)。1影像學檢查及數(shù)據(jù)處理1.1研究對象隨機選擇2008年9月~2009年12月在我院癲癇門診就診的15例TLE患者。入組條件:(1)根據(jù)國際抗癲癇聯(lián)盟(1981年)癲癇發(fā)作的分類方案診斷為癲癇,(2)符合以下條件任意兩項或以上的患者:①臨床發(fā)作癥狀提示致癇病灶位于顳葉;②影像學提示海馬硬化或萎縮;③發(fā)作期或發(fā)作間期EEG顯示癇性病灶位于顳葉。排除標準:①合并其他影響認知功能疾病者(MMSE<24);②藥物濫用患者;③檢查不合作患者。其中男7例,女8例,年齡18~53歲,平均年齡29歲,病程1~13年,平均病程5.13年。選擇年齡、性別構(gòu)成、受教育程度與患者組相匹配的15例健康志愿者作對照研究。簽署DTI檢查知情同意書后,在行頭顱MRI常規(guī)檢查時同時行DTI掃描。1.2方法(1)MRI掃描:使用荷蘭Phillp公司Achieva3.0T超導核磁共振掃描儀,采用橫軸位自旋回波(spinecho,SE)T1WI、快速自旋回波(fastspinecho,FSE)T2WI及冠狀位液體抑制反轉(zhuǎn)恢復(FLAIR)T2WI掃描,共3個序列。(2)DTI掃描:檢查采用ZOOM梯度場,DW-EPI序列橫軸位掃描,具體參數(shù)如下:TR=1000ml、TE=15ms、層厚=2mm、層距=0、FOV=24×24cm、矩陣128×128、NEX2。采用b值為0,1000m2/s。彌散敏感梯度為非同一直線上的16個梯度方向,掃描層數(shù)64層,掃描時間224s。獲得的原始數(shù)據(jù)傳輸入工作站,應用美國約翰.霍普金斯大學開發(fā)的DTIstudio(http://cmrm.med.jhmi.edu/)進行處理,首先分別構(gòu)建出FA圖、ADC圖并保存為三維的Analysis圖像格式,在matlab下用統(tǒng)計學參數(shù)圖(SPM5)法將15例患者和15例正常受試者的FA圖和ADC圖均進行頭部標準化等后處理,標準化后進行平滑,利用平滑后的FA圖和ADC圖進行統(tǒng)計分析。(3)、采用龔耀先等編定的修訂韋氏記憶量表進行檢測,得出受試者的記憶商值(MQ)。1.3統(tǒng)計學方法DTI數(shù)據(jù)采用SPM5中的獨立兩樣本t檢驗進行全腦基于體素分析(VBA);記憶功能數(shù)據(jù)采用SPSS13.0統(tǒng)計學軟件包進行統(tǒng)計學分析,以P<0.05為有統(tǒng)計學意義,計量資料以χˉˉ±sχˉ±s表示;運用SPM5的Multipleregression進行激活腦區(qū)FA值與ADC值與MQ值的相關(guān)性分析,均設定P為0.001,激活范圍大于10個體素。2結(jié)果2.1不同激活體素的fa及adc值15例TLE患者與15例健康對照者標準化后的FA圖和ADC圖利用SPM5的獨立兩樣本t檢驗統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn):(1)FA值降低的區(qū)域有顳葉、邊緣葉、扣帶回和島葉,激活體素大于1,000的有左顳下回灰白質(zhì),右顳上回白質(zhì)激活體素為535,左顳上回灰質(zhì)激活體素為376,激活體素大于100小于300的位置在右島葉灰質(zhì)、左顳中回白質(zhì)和左邊緣葉、扣帶回白質(zhì),P值均為0.000。(2)FA值(見圖1、圖2)額葉、頂葉、枕葉發(fā)現(xiàn)有很少范圍的激活表明在該區(qū)域患者組的FA值升高;左頂葉、枕葉白質(zhì)激活體素為543,P值為0.000;激活體素大于100小于300的位置在左額葉灰白質(zhì)與左頂葉、楔葉灰質(zhì),P值均小于0.05。ADC值(見圖3)升高的激活區(qū)域在顳葉、額葉、枕葉、頂葉,激活體素大于300的位置在左顳中回白質(zhì)、左中央前回白質(zhì)、右枕葉白質(zhì)、左顳上回白質(zhì),P值均為0.000;激活體素大于100小于300的位置在右枕葉舌回、右中央前回、右顳橫回、右頂葉、左右額中回的灰質(zhì)和左額上回、右額下回的白質(zhì),P值均為0.000;(2)未發(fā)現(xiàn)ADC值降低的區(qū)域。2.2tle患者記憶功能TLE患者組的記憶商數(shù)比健康對照組降低(患者組:90.73±19.72,對照組115.17±19.10),P<0.01,有顯著的統(tǒng)計學差異,表明TLE患者的記憶功能較健康對照組差。2.3tle患者組患者的fa與mq的相關(guān)性健康對照組的FA值在左島葉、左顳葉與韋氏記憶量表分值(MQ)呈成正相關(guān);TLE患者組的FA值在右額葉、右頂葉、右枕葉、左頂葉與MQ成正相關(guān)。TLE患者組的FA在左顳葉、右額葉與MQ呈負相關(guān);未發(fā)現(xiàn)健康對照組FA值與MQ的呈負相關(guān)的激活腦區(qū)。2.4兩組adc與mq值的相關(guān)性健康對照組的ADC值在左邊緣葉與MQ呈正相關(guān);TLE患者組ADC在左、右顳葉與MQ值呈正相關(guān)。健康對照組的ADC值在左頂葉、右顳葉、左海馬旁回與MQ呈負相關(guān);TLE患者組未出現(xiàn)ADC值與MQ呈負相關(guān)的激活腦區(qū)。3tle患者的腦功能損害情況磁共振彌散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)可對傳統(tǒng)MR序列中“看似正常的白質(zhì)”和“看似正常的灰質(zhì)”進行分析,從而敏感地發(fā)現(xiàn)疾病微小的病理改變信息。目前DTI數(shù)據(jù)分析方法主要有兩種:基于體素的分析(voxelbasedanalysis,VBA)和畫感興趣區(qū)域(regionofinterest,ROI)。其中,VBA技術(shù)克服視覺判斷主觀性,把全腦作為一個整體,通過分析MR圖像中各個區(qū)域來評價水分子彌散能力的差異,并定量計算存在統(tǒng)計學差異的區(qū)域,客觀、全面評價癲癇患者腦內(nèi)異常變化。本研究運用VBA技術(shù)發(fā)現(xiàn)TLE患者大腦內(nèi)存在廣泛ADC值增加區(qū)域,包括顳葉、額葉、頂葉和枕葉灰白質(zhì),表明TLE患者不僅顳葉結(jié)構(gòu)受損,顳葉外結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)微觀變化,這是由于癲癇反復發(fā)作導致局部神經(jīng)元缺失,細胞外間隙相對增寬,局部水分子擴散能力升高,損害區(qū)域ADC值升高。而顳葉外的ADC值增高區(qū)域為隱匿病灶的檢出提供了影像學的證據(jù)。FA值可反映細胞膜和髓鞘纖維的完整性,患者的FA值降低區(qū)域主要出現(xiàn)在病變比較明顯的顳葉,而顳葉外僅累及左邊緣葉、扣帶回,相比之下說明其對反映癲癇所致的腦內(nèi)損害不如ADC值敏感,這與以往研究的結(jié)果基本吻合,這可能是因為ADC值主要反映生物體內(nèi)水分子的活動,在b值=1000smm2的情況下,ADC值的增加提示灰質(zhì)細胞的減少或萎縮導致細胞外間隙的擴大。本研究中TLE患者出現(xiàn)顳葉以外FA值下降和廣泛的ADC值升高區(qū)域,它的癲癇網(wǎng)絡超出了海馬甚至顳葉到達其他腦區(qū)。這表明TLE患者存在致癇灶和致癇灶外的損害,而此廣泛腦區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)改變可能與癲癇反復發(fā)作所致繼發(fā)損害或隱匿性病灶有關(guān),這對于我們進一步了解TLE網(wǎng)絡和反復發(fā)作引發(fā)的微結(jié)構(gòu)改變提供重要的理論基礎。另外,本研究還發(fā)現(xiàn)左側(cè)頂葉、額葉有FA值升高的小范圍區(qū)域,以往研究沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)報道,其中機制尚不清楚,可能與癲癇發(fā)作后引起細胞結(jié)構(gòu)的破壞導致組織微觀結(jié)構(gòu)正常順序改變有關(guān),對此需要更進一步研究來探討FA值升高的機制。TLE患者的認知功能障礙主要表現(xiàn)為記憶力、注意力、計劃判斷能力和語言表達能力下降等。本研究中記憶量表檢查發(fā)現(xiàn)患者組的MQ較對照組顯著降低,表明TLE患者的記憶功能嚴重受損,這與其他人員的研究結(jié)果基本相同,為我們對患者行認知功能前瞻性評估提供依據(jù)。記憶功能與全腦彌散張量激活腦區(qū)的相關(guān)分析顯示:(1)患者組FA值下降的廣泛區(qū)域與正常對照組中記憶功能的正相關(guān)腦區(qū)均在顳葉和邊緣葉,故可認為TLE患者顳葉和邊緣系統(tǒng)的受損導致了記憶功能障礙;而FA值升高的小范圍區(qū)域與記憶功能呈正相關(guān)腦區(qū)可能提示為代償性記憶功能腦區(qū)。顳葉是患者FA值與記憶功能負相關(guān)激活區(qū)域,表明該腦區(qū)激活越明顯記憶功能損害越嚴重,進一步闡明TLE患者記憶功能損害的腦功能學基礎。(2)本研究中正常對照組ADC與記憶功能的負相關(guān)激活腦區(qū)位于顳葉、頂葉、海馬旁回等腦區(qū),構(gòu)成其腦內(nèi)正性調(diào)節(jié)記憶功能的網(wǎng)絡,這些腦