癲癇腦靜息網(wǎng)絡(luò)評價(jià)的fMRI研究.pdf

1、癲癇是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾患，其特征是由于大腦神經(jīng)元異常過度放電所引起的具有各種臨床和實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)的反復(fù)發(fā)作。癲癇在發(fā)作間期，各種癲癇灶內(nèi)的單個(gè)神經(jīng)元可出現(xiàn)發(fā)作性去極化偏移（Paroxysmal depolarization shift，PDS）電現(xiàn)象，在腦電圖上則表現(xiàn)為相應(yīng)的位置電極上有棘波、尖波或棘慢波的出現(xiàn)。這種發(fā)作間期癇樣放電（Interictal epileptic discharges，IEDs）可以轉(zhuǎn)化成發(fā)作期的高頻癲癇

2、放電，但更經(jīng)常的是在發(fā)作間期以緩慢的形式長期影響著人腦的功能，引起記憶、語言、認(rèn)知等損傷。功能磁共振成像（functional MRI，fMRI）作為一種對人體無創(chuàng)，可以反映由人腦神經(jīng)活動(dòng)引起的相對血氧變化的成像方法，在研究癲癇的發(fā)病機(jī)理、評價(jià)腦功能、定位致癇灶等應(yīng)用越來越廣泛。其中同步腦電聯(lián)合功能磁共振技術(shù)（Combined simultaneous electroencephagraphy and functional MRI，EE

3、G-fMRI）綜合了EEG上的高時(shí)間分辨率和MRI上高空間分辨率的優(yōu)點(diǎn)，成為目前研究癲癇腦功能的主流方法之一。相關(guān)的EEG-fMRI研究也發(fā)現(xiàn)癲癇病人的DMN腦區(qū)異常的激活、負(fù)激活現(xiàn)象，對此異常改變的解釋尚存在不少爭議。而EEG-fMRI作為一種依賴假設(shè)檢驗(yàn)驅(qū)動(dòng)模型方法研究腦功能網(wǎng)絡(luò)具有一定的局限性。近年來，靜息腦網(wǎng)絡(luò)的fMRI。靜息功能連接磁共振技術(shù)（functional connectivity MRI，fcMRI）成為研究熱點(diǎn)之一

4、，其測定一定空間距離的腦區(qū)間振蕩信號的同步程度，這些振蕩同步的腦區(qū)可以理解為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。fcMRI現(xiàn)以成為當(dāng)前腦功能網(wǎng)絡(luò)連接研究的最為成熟應(yīng)用最為廣泛的方法。尤其對腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)（default mode network，DMN）功能的深入研究，發(fā)現(xiàn)靜息網(wǎng)絡(luò)在注意、記憶等認(rèn)知方面的重要作用，越來越受到學(xué)者們的重視。 本研究采用fcMRI技術(shù)通過與正常對照對比研究，對局灶性癲癇和顳葉癲癇兩類最為常見的癲癇類型的靜息功能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評價(jià)，探討

5、癲癇活動(dòng)對腦缺省模式網(wǎng)絡(luò)的損傷及所形成的癲癇傳播網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)分兩部分闡述如下。 第一部分局灶性癲癇靜息腦功能連接改變的功能磁共振成像研究。 目的和意義:從功能連接的角度，評價(jià)局灶性癲癇患者DMN的異常改變。初步探討局灶性癲癇癇電發(fā)放對腦靜息網(wǎng)絡(luò)影響，同時(shí)進(jìn)一步研究致癇灶位置的差異對DMN網(wǎng)絡(luò)的不同影響。 材料與方法:從靜息功能數(shù)據(jù)庫中選取33例局灶性癲癇功能磁共振數(shù)據(jù)，另外選取33例在年齡、性別上與局灶癲癇患者一一對

6、應(yīng)的正常對照數(shù)據(jù)。以上靜息數(shù)據(jù)采集時(shí)均囑其閉眼休息即不做任何意向性思維運(yùn)動(dòng)及肢體活動(dòng)。研究對象的病例組在選取時(shí)，需滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：腦電檢查及影像學(xué)檢查結(jié)果支持為局灶性癲癇，臨床表現(xiàn)為局灶性發(fā)作等癥狀?；颊甙d癇發(fā)作頻繁，且有輕到中度不等的認(rèn)知功能受損。由于病例組中研究對象的致癇病灶分布于各腦葉不同位置，我們根據(jù)病灶與DMN腦區(qū)的空間位置關(guān)系，將病例組分成兩小組：病灶位于DMN范圍內(nèi)為一組，共10例，剩余23例患者致癇灶位于DMN之外的腦區(qū)為

7、另外一組，相對應(yīng)的正常對照亦分成兩小組與對照病例一一對應(yīng)。在病例組中，以與癲癇源灶關(guān)系緊密的病理灶為感興趣區(qū)（region of interest，ROI）。在正常對照組中，種子點(diǎn)選取對照病例的采樣ROI，以上兩組數(shù)據(jù)均采用SPM2對數(shù)據(jù)分別進(jìn)行時(shí)間校正、頭動(dòng)校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化再采樣及功能圖像的高斯平滑、濾波-去低頻漂移，最后采用基于廣義線性回歸模型的功能連接算法進(jìn)行全腦的相關(guān)計(jì)算，得出兩組數(shù)據(jù)的全腦相關(guān)統(tǒng)計(jì)圖。統(tǒng)計(jì)每個(gè)研究對象DMN中心

8、節(jié)點(diǎn)的最大t值，對正常對照和癲癇病例兩組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)t值進(jìn)行配對t統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。 結(jié)果:癲癇灶位于DMN腦區(qū)組的10例患者中，其中7例患者的癲癇灶與DMN腦區(qū)表現(xiàn)為相位上的負(fù)相關(guān)連接；1例與DMN部分腦區(qū)負(fù)相關(guān)，部分腦區(qū)相關(guān)；剩余兩例為同相位的正相關(guān)連接但兩個(gè)功能網(wǎng)絡(luò)間的連接度較對照顯著減低。B組中，18例病人的致癇灶與DMN腦區(qū)表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)連接，但相比正常人連接度降低；兩例表現(xiàn)為正相關(guān)，3例呈部分負(fù)相關(guān)，部分相關(guān)；另外患組與對照

9、組的DMN中心節(jié)點(diǎn)后扣帶回（post cingulate cortex，PCC）/前扣帶回（anterior cingulate cortex，ACC）連接度t檢驗(yàn)結(jié)果分別為tPCC=3．877，p=0．001；tACC=3．733，p=0．001。提示局灶性癲癇患者DMN內(nèi)在連接較正常對照顯著減低。 結(jié)論:致癇灶持續(xù)癇電發(fā)放干擾了正常的DMN，這種干擾作用的存在與致癇灶的空間分布無關(guān)，但致癇灶不同的空間分布對DMN的干擾損傷程

10、度不一，位于DMN內(nèi)部的致癇灶，對DMN的改變作用越顯著。 第二部分內(nèi)側(cè)顳葉癲癇海馬功能連接改變的靜息fMRI研究。 目的和意義：研究靜息狀態(tài)下，對比正常對照，內(nèi)側(cè)顳葉癲癇患側(cè)海馬與DMN的功能改變。 材料與方法：病例組由23名伴有右側(cè)海馬硬化的右側(cè)顳葉癲癇患者組成，另外選取25名正常健康人作為對照組。以兩組研究對象的右側(cè)海馬作為感興趣區(qū)，對全腦體素進(jìn)行功能連接計(jì)算，分析正常對照組及病例組海馬功能連接的情況及與缺

11、省模式的關(guān)系。對兩組研究對象全腦的的回歸系數(shù)分別進(jìn)行正向激活和負(fù)相激活的兩樣本t檢驗(yàn)。 結(jié)果：正常對照組中，右側(cè)海馬與缺省模式網(wǎng)絡(luò)各腦區(qū)維持強(qiáng)烈穩(wěn)定的正向連接。病例組中，右側(cè)海馬與DMN連接度明顯減低，同時(shí)外在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的雙側(cè)背側(cè)前額葉（dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC）、雙側(cè)項(xiàng)下回（bilateral intraparietal sulcus，IPS）、中央前/后回即第一運(yùn)動(dòng)感覺皮質(zhì)（pr

12、imary motor and sensory cortices，PMSC）上段的連接度也相應(yīng)減低，而右側(cè)海馬與同側(cè)的顳上回、額下回及雙側(cè)PMSC下段的關(guān)聯(lián)度異常增強(qiáng)。 結(jié)論：右側(cè)顳葉癲癇患者的DMN網(wǎng)絡(luò)及外在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的功能連接受損?；紓?cè)海馬、顳上回回、額下回及雙側(cè)PMSC下段形成異常癲癇傳播網(wǎng)絡(luò)。fcMRI對評價(jià)癲癇患者認(rèn)知功能損傷具有潛在臨床價(jià)值。 總結(jié): 本文采用fcMRI技術(shù)分別對局灶性癲癇和顳葉癲癇這兩

13、大類常見的癲癇進(jìn)行靜息網(wǎng)絡(luò)功能的連接研究，發(fā)現(xiàn)癲癇間期的癇電發(fā)放均可損傷DMN功能，而DMN司管人腦認(rèn)知、注意、片段記憶等重要功能。對于研究癲癇患者長期發(fā)放導(dǎo)致語言認(rèn)知記憶功能的降低，具有重大提示意義。而隨著癲癇種類的不同，癇電對DMN的影響也不盡相同，尤其是局灶性癲癇的致癇灶的空間分布不同，對DMN的損傷也有不同。本研究存在的不足，本研究雖然采用的是當(dāng)前功能連接最成熟的方法，但由于為保證研究的一致性，不可避免研究方法上的單一。另外本研