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癲癇腦靜息網(wǎng)絡評價的fMRI研究
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本站編輯：admin 日期： 2010-09-06 20:20 點擊：次
【中文摘要】:
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【中文摘要】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驗室表現(xiàn)的反復發(fā)作。癲癇在發(fā)作間期,各種癲癇灶內(nèi)的單個神經(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)活動引起的相對血氧變化的成像方法,在研究癲癇的發(fā)病機理、評價腦功能、定位致癇灶等應用越來越廣泛。其中同步腦電聯(lián)合功能磁共振技術(Combined simultaneous electroencephagraphyand functional MRI,EEG-fMRI)綜合了EEG上的高時間分辨率和MRI上高空間分辨率的優(yōu)點,成為目前研究癲癇腦功能的主流方法之一。相關的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作為一種依賴假設檢驗驅(qū)動模型方法研究腦功能網(wǎng)絡具有一定的局限性。近年來,靜息腦網(wǎng)絡的fMRI。靜息功能連接磁共振技術(functional connectivity MRI,fcMRI)成為研究熱點之一,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)可以理解為一個網(wǎng)絡。fcMRI現(xiàn)以成為當前腦功能網(wǎng)絡連接研究的最為成熟應用最為廣泛的方法。尤其對腦默認網(wǎng)絡(default mode network,DMN)功能的深入研究,發(fā)現(xiàn)靜息網(wǎng)絡在注意、記憶等認知方面的重要作用,越來越受到學者們的重視。本研究采用fcMRI技術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)絡進行評價,探討癲癇活動對腦缺省模式網(wǎng)絡的損傷及所形成的癲癇傳播網(wǎng)絡�，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)絡影響,同時進一步研究致癇灶位置的差異對DMN網(wǎng)絡的不同影響。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應的正常對照數(shù)據(jù)。以上靜息數(shù)據(jù)采集時均囑其閉眼休息即不做任何意向性思維運動及肢體活動。研究對象的病例組在選取時,需滿足以下標準:腦電檢查及影像學檢查結(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。患者癲癇發(fā)作頻繁,且有輕到中度不等的認知功能受損。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)為另外一組,相對應的正常對照亦分成兩小組與對照病例一一對應。在病例組中,以與癲癇源灶關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)分別進行時間校正、頭動校正、空間標準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行全腦的相關計算,得出兩組數(shù)據(jù)的全腦相關統(tǒng)計圖。統(tǒng)計每個研究對象DMN中心節(jié)點的最大t值,對正常對照和癲癇病例兩組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計參數(shù)t值進行配對t統(tǒng)計檢驗。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)為相位上的負相關連接;1例與DMN部分腦區(qū)負相關,部分腦區(qū)相關;剩余兩例為同相位的正相關連接但兩個功能網(wǎng)絡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)為負相關連接,但相比正常人連接度降低;兩例表現(xiàn)為正相關,3例呈部分負相關,部分相關;另外患組與對照組的DMN中心節(jié)點后扣帶回(post cingulate cortex,PCC)/前扣帶回(anterior cingulatecortex,ACC)連接度t檢驗結(jié)果分別為t_(PCC)=3.877,p=0.001;t_(ACC)=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,但致癇灶不同的空間分布對DMN的干擾損傷程度不一,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),對全腦體素進行功能連接計算,分析正常對照組及病例組海馬功能連接的情況及與缺省模式的關系。對兩組研究對象全腦的的回歸系數(shù)分別進行正向激活和負相激活的兩樣本t檢驗。結(jié)果:正常對照組中,右側(cè)海馬與缺省模式網(wǎng)絡各腦區(qū)維持強烈穩(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,同時外在系統(tǒng)網(wǎng)絡的雙側(cè)背側(cè)前額葉(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)、雙側(cè)頂下回(bilateral intraparietalsulcus,IPS)、中央前/后回即第一運動感覺皮質(zhì)(primary motor and sensorycortices,PMSC)上段的連接度也相應減低,而右側(cè)海馬與同側(cè)的顳上回、額下回及雙側(cè)PMSC下段的關聯(lián)度異常增強。結(jié)論:右側(cè)顳葉癲癇患者的DMN網(wǎng)絡及外在系統(tǒng)網(wǎng)絡的功能連接受損�；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。fcMRI對評價癲癇患者認知功能損傷具有潛在臨床價值。總結(jié)本文采用fcMRI技術分別對局灶性癲癇和顳葉癲癇這兩大類常見的癲癇進行靜息網(wǎng)絡功能的連接研究,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)放導致語言認知記憶功能的降低,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。另外本研究僅研究了癲癇疾病中常見的兩大類,其他類別的癲癇還值得進一步研究。最后,本研究由于病例收集時間上的限制,為進一步客觀真實的反映癲癇DMN網(wǎng)絡的特點,此后的研究尚需進一不擴大樣本量。
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