張玉蓮，付麗媛，李輝，尹克杰，趙春雷，許尚文，肖慧

聯(lián)勤保障部隊第900醫(yī)院 放射診斷科，福建 福州 350025

引言

本研究通過分析MRI‐TLE患者靜息態(tài)腦FC改變及默認模式網(wǎng)絡(luò)（Default Mode Network，DMN）中出現(xiàn)異常的腦區(qū)，探討靜息狀態(tài)下該腦區(qū)功能連接性變化及MRI‐TLE的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機制，有助于進一步探究疾病潛在作用機制及癲癇放電引起大腦功能改變，助于臨床了解癲癇發(fā)作引起的潛在神經(jīng)生理改變，指導(dǎo)臨床用藥及康復(fù)治療。

1 材料與方法

1.1 患者臨床資料

選取2019年11月至2020年12月就診于我院的癲癇患者，MRI‐TLE組16例，顳葉內(nèi)側(cè)癲癇（Hippocampal Sclerosis‐Associated Mesial Temporal Lobe Epilepsy, HS‐MTLE)組26例。其中，男性20例，女性22例，平均年齡（32.6±11.7）歲。納入標準：① 經(jīng)2名神經(jīng)內(nèi)科主任醫(yī)師根據(jù)患者病史回顧、發(fā)作癥狀及腦電圖檢查確診為顳葉癲癇；② MRI常規(guī)序列檢查未見明顯器質(zhì)性改變；③ 無神經(jīng)或精神系統(tǒng)、顱內(nèi)占位等疾病病史；④ 海馬硬化的HS‐MTLE組需滿足MRI診斷海馬硬化。

24例健康對照組（Healthy Control， HC）通過社區(qū)招募，平均年齡為（33.5±9.8）歲。納入標準：① 無腦外傷、腦血管病史或腦占位性病變等；② 無MRI檢查禁忌癥。

告知三組研究對象相關(guān)注意事項并簽署知情同意書，本研究得到中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第900醫(yī)院倫理委員會的批準。

1.2 神經(jīng)心理學(xué)測試

采用蒙特利爾認知量表（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）對三組進行認知測試。評分標準：總分30分，評估內(nèi)容包括視空間及執(zhí)行力、延遲回憶等能力，評分越低表示認知損害越嚴重。

1.3 靜息態(tài)功能磁共振圖像采集及數(shù)據(jù)處理

本研究檢查設(shè)備為Magnetom Trio Tim 3.0 T磁共振掃描儀，采用相應(yīng)通道相控陣頭部線圈。掃描體位取仰臥位，固定頭部防止頭部旋轉(zhuǎn)及平移，囑被檢者保持閉眼、均勻呼吸，身體靜止，不做特定的思維活動。先行常規(guī)MRI掃描序列，平行或垂直海馬長軸T2 Flair的序列檢查，由2名放射科診斷醫(yī)師判斷是否存在海馬硬化改變及顱腦疾病做病例的初篩及剔除。

高分辨3DT1加權(quán)像矢狀位掃描參數(shù)如下：TR（重復(fù)時間）=1800 ms，TE（回波時間）=2.4 ms，矩陣=256×256，F(xiàn)OV（掃描視野）=256 mm×256 mm，層厚=1 mm；層間距=0.4 mm，圖像共178幀。rs‐fMRI掃描參數(shù)：使用回波平面成像（EPI）序列，TR=2000 ms，TE=30 ms，Matrix=64×64，層厚度=4 mm，層數(shù)=20，F(xiàn)OV=230 mm×230 mm，F(xiàn)A：90°，圖像共240幀。

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1.3.1 圖像分析及預(yù)處理

MRI‐TLE患者圖像選?。河蓛擅跋窨聘敝魅吾t(yī)師定義致癇灶的標準（根據(jù)海馬大小及形態(tài)、信號表現(xiàn)）：① 兩側(cè)海馬大小不同；② 雙側(cè)顳角欠對稱；③ 雙側(cè)海馬T2 Flair序列信號不一致；④ 顳葉形態(tài)異常。①～③條件<2則定義為 MRI‐TLE。

數(shù)據(jù)預(yù)處理：MRI采集的所有數(shù)據(jù)在MATLAB 2012b平臺上進行，采用DPABI（Data Processing Analysis of Brain Imaging http://rfmri.org/）軟件進行預(yù)處理。圖像DICOM的格式均先轉(zhuǎn)換為*.nii 格式。預(yù)處理過程包括：① 去除前5個時間點rs‐fMRI數(shù)據(jù)；② 時間校正：保證采集的圖像時間起始點相同；③ 頭動校正：平動不超過1 mm，旋轉(zhuǎn)角<1°；④ 空間標準化：每個被試頭部標準化模板為蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所（Montreal Neurological Institute，MNI）標準空間模板；⑤ 提高圖像信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR），對圖像進行空間平滑，去除低頻漂移及濾波（頻段設(shè)置0.01～0.08 Hz）。

1.3.2 基于獨立成分分析方法的默認模式網(wǎng)絡(luò)提取

完成采集圖像預(yù)處理后運用在GIFT軟件（http://mialab.mru.org/software/gift/）完成數(shù)據(jù)計算、組ICA（Group Independent Component Analysis，GICA）、 組 成分重建三個過程，使用SOI‐GICA算法運算60次，獲取獨立成分（Independent Component，IC）較穩(wěn)定。本研究通ICA 分離成分后，采用DMN 模板篩選穩(wěn)定的成分并提取默認模式網(wǎng)絡(luò)作為感興趣區(qū)（Regions of Interest，ROI）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計數(shù)資料采用例表示，組間比較應(yīng)用卡方檢驗；計量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布且方差齊性，多組間應(yīng)用方差分析比較，用均數(shù)±標準差（±s）表示。

ICA分析：先對三組的rs‐fMRI數(shù)據(jù)分別進行單樣本t檢驗，再行單因素方差分析比較三組間默認模式網(wǎng)絡(luò)的組間差異（Alphasim校正，P<0.05），進行事后檢驗，并對結(jié)果進行多重比較校正，提取三組差異腦區(qū)的功能連接值。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料及MoCA認知結(jié)果比較

三組研究對象性別、年齡、受教育年限差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；組間MoCA評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.001）；MRI‐TLE 及 HS‐MTLE 組評分低于HC 組（P<0.05），見表1。

表1 三組被檢者一般資料及MoCA評分結(jié)果

2.2 不同組默認模式網(wǎng)絡(luò)分析比較

數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)束后，采用單樣本t檢驗計算出三組被試者的DMN差異圖，然后采用單因素方差分析對三組進行比較，分析三組間靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接差異顯著的腦區(qū)，并通過獨立成分分析方法做出多重比較的MASK，獲得結(jié)果并輸出每兩組DMN差異統(tǒng)計圖（AlpaSim校正，P<0.05）。

2.2.1 MRI‐TLE組與正常對照組的DMN功能連接比較改變

與HC組相比，MRI‐TLE組連接強度減弱的腦區(qū)有左側(cè)楔前葉、右側(cè)楔前葉、后扣帶回（表2，圖1）。

表2 MRI‐TLE組與HC組DMN功能連接結(jié)果

圖1 MRI‐TLE組與HC組功能連接差異圖

2.2.2 HS‐MTLE組與HC的DMN功能連接比較改變

HS‐MTLE組相比HC組在雙側(cè)楔前葉/后扣帶回的連接強度減弱（表3，圖2）。

表3 HS‐MTLE組較HC組DMN功能連接結(jié)果

圖2 HS‐MTLE組與HC組功能連接差異圖

2.2.3 MRI‐TLE組與HS‐MTLE組的默認模式網(wǎng)絡(luò)功能連接比較改變

MRI‐TLE組相比，伴HS‐MTLE組在默認網(wǎng)絡(luò)內(nèi)連接強度減弱的腦區(qū)有前額葉左側(cè)、前扣帶回（表4，圖3）。

圖3 MRI‐TLE組與HS‐MTLE組功能連接差異圖

表4 MRI‐TLE組與HS‐MTLE組DMN功能連接結(jié)果

3 討論

rs‐fMRI可檢測出大腦在持續(xù)BOLD低頻振蕩信號腦區(qū)認知活動中潛在的默認腦網(wǎng)絡(luò)[5]，即默認模式網(wǎng)絡(luò)，主要由后扣帶回皮層、楔前葉、楔葉、前額內(nèi)側(cè)皮質(zhì)、雙側(cè)頂下小葉、雙側(cè)顳葉外側(cè)及海馬等關(guān)鍵節(jié)點構(gòu)成[6]。不同精神及神經(jīng)系統(tǒng)類疾病存在DMN區(qū)域的異常[7]。靜息態(tài)功能連接可反映不同腦區(qū)之間時間波動相關(guān)性，且構(gòu)建的腦網(wǎng)絡(luò)具有一定的穩(wěn)定屬性[8]，在默認模式網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用越來越廣泛。利用rs‐fMRI進行無創(chuàng)性的全腦癲癇活動定位，可檢出常規(guī)MRI常規(guī)MRI陰性的病灶[9]，為此類癲癇的檢出提供了思路。

對三組患者的MoCA評分結(jié)果表明，兩組癲癇患者的認知評分較HC組低，主要表現(xiàn)在視空間、執(zhí)行力及延遲回憶方面。功能連接可反映出不同大腦區(qū)域或組織之間的相互關(guān)系[10]，功能連接密度下降與患者情緒低落及認知障礙等神經(jīng)精神癥狀有關(guān)，多用于反映神經(jīng)疾病引起的認知障礙[11]。MRI‐TLE和HS‐MTLE兩組患者在雙側(cè)楔前葉、后扣帶回等默認模式網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的腦功能連接度減低，表明MRI‐TLE患者DMN中各腦區(qū)功能連接度減低與患者出現(xiàn)輕度認知障礙有關(guān)。

楔前葉與后扣帶回是DMN的重要節(jié)點，與自我感受和情緒加工相聯(lián)系，同時也與額葉及顳葉等DMN外的腦區(qū)有密切功能連接[12‐13]。Zhu等[14]利用局部一致性方法發(fā)現(xiàn)MRI‐TLE的DMN腦區(qū)出現(xiàn)腦功能異常改變。Ochoa等[15]利用低頻波動幅度和區(qū)域一致性的方法也發(fā)現(xiàn)MRI‐TLE患者DMN區(qū)域局部腦活動異常改變。大量研究表明，MRI‐TLE患者后扣帶回及楔前葉等DMN區(qū)域腦功能存在不同程度損傷，表明MRI‐TLE及HS‐MTLE患者默認模式網(wǎng)絡(luò)區(qū)域存在功能障礙，與患者出現(xiàn)情感、注意力下降及認知障礙有關(guān)。癲癇導(dǎo)致DMN腦區(qū)的功能連接模式異常，不局限于致癇側(cè)，同時也會廣泛累及到同側(cè)及對側(cè)其他功能腦區(qū)，導(dǎo)致全腦連接性發(fā)生改變。研究發(fā)現(xiàn)MRI‐TLE海馬與顳下回的連通性降低，伴海馬硬化患者DMN腦區(qū)與腹側(cè)前額葉皮層、顳葉的功能連接度降低[16]。大量基于rs‐fMRI技術(shù)的研究表明，rs‐fMRI在腦網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用是表征MRI‐TLE及其他類型癲癇微觀結(jié)構(gòu)及功能變化的有效手段[17]。

本研究還發(fā)現(xiàn)HS‐MTLE組較海馬形態(tài)正常的MRI‐TLE組功能連接度減弱體素更多，與Conrin等[18]的結(jié)果相似，HS‐MTLE患者和MRI‐TLE組的癲癇腦網(wǎng)絡(luò)變化不同，HS‐MTL患者的腦功能損傷更為嚴重，HS‐MTLE較MRI‐TLE患者在楔前葉及后扣帶回損傷程度更高，涉及異常的腦區(qū)更加廣泛，表明MRI‐TLE是與HS‐MTLE不同的一類獨立顳葉癲癇綜合征，兩者涉及的致癇腦網(wǎng)絡(luò)存在差異[19]。一項運用7.0T高分辨磁共振成像及rs‐fMRI的研究發(fā)現(xiàn)，MRI‐TLE患者表現(xiàn)出的不對稱性對應(yīng)于同側(cè)顳葉連接性增加，HS‐MTLE患者則表現(xiàn)為海馬硬化同側(cè)的功能連接性下降[20]，表明基于高分辨率的磁共振影像研究的功能性網(wǎng)絡(luò)特性可區(qū)分TLE亞型。

MRI‐TLE伴或不伴海馬硬化的患者均存在輕度認知功能障礙，可能與MRI‐TLE患者癲癇發(fā)作引起DMN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)功能連接性異常改變有關(guān)?；趓s‐fMRI技術(shù)的功能連接方法探究MRI‐TLE疾病的神經(jīng)機制，助于臨床了解癲癇發(fā)作的引起腦功能的改變，指導(dǎo)臨床用藥及康復(fù)治療。