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癫痫脑静息网络评价的fMRI研究
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本站编辑：admin 日期： 2010-09-06 20:20 点击：次
【中文摘要】:
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【中文摘要】癫痫是一种常见的中枢神经系统疾患,其特征是由于大脑神经元异常过度放电所引起的具有各种临床和实验室表现的反复发作。癫痫在发作间期,各种癫痫灶内的单个神经元可出现发作性去极化偏移(Paroxysmal depolarization shift,PDS)电现象,在脑电图上则表现为相应的位置电极上有棘波、尖波或棘慢波的出现。这种发作间期痫样放电(Interictal epileptic discharges,IEDs)可以转化成发作期的高频癫痫放电,但更经常的是在发作间期以缓慢的形式长期影响着人脑的功能,引起记忆、语言、认知等损伤。功能磁共振成像(functional MRI,fMRI)作为一种对人体无创,可以反映由人脑神经活动引起的相对血氧变化的成像方法,在研究癫痫的发病机理、评价脑功能、定位致痫灶等应用越来越广泛。其中同步脑电联合功能磁共振技术(Combined simultaneous electroencephagraphyand functional MRI,EEG-fMRI)综合了EEG上的高时间分辨率和MRI上高空间分辨率的优点,成为目前研究癫痫脑功能的主流方法之一。相关的EEG-fMRI研究也发现癫痫病人的DMN脑区异常的激活、负激活现象,对此异常改变的解释尚存在不少争议。而EEG-fMRI作为一种依赖假设检验驱动模型方法研究脑功能网络具有一定的局限性。近年来,静息脑网络的fMRI。静息功能连接磁共振技术(functional connectivity MRI,fcMRI)成为研究热点之一,其测定一定空间距离的脑区间振荡信号的同步程度,这些振荡同步的脑区可以理解为一个网络。fcMRI现以成为当前脑功能网络连接研究的最为成熟应用最为广泛的方法。尤其对脑默认网络(default mode network,DMN)功能的深入研究,发现静息网络在注意、记忆等认知方面的重要作用,越来越受到学者们的重视。本研究采用fcMRI技术通过与正常对照对比研究,对局灶性癫痫和颞叶癫痫两类最为常见的癫痫类型的静息功能网络进行评价,探讨癫痫活动对脑缺省模式网络的损伤及所形成的癫痫传播网络。现分两部分阐述如下。第一部分局灶性癫痫静息脑功能连接改变的功能磁共振成像研究目的和意义从功能连接的角度,评价局灶性癫痫患者DMN的异常改变。初步探讨局灶性癫痫痫电发放对脑静息网络影响,同时进一步研究致痫灶位置的差异对DMN网络的不同影响。材料与方法从静息功能数据库中选取33例局灶性癫痫功能磁共振数据,另外选取33例在年龄、性别上与局灶癫痫患者一一对应的正常对照数据。以上静息数据采集时均嘱其闭眼休息即不做任何意向性思维运动及肢体活动。研究对象的病例组在选取时,需满足以下标准:脑电检查及影像学检查结果支持为局灶性癫痫,临床表现为局灶性发作等症状。患者癫痫发作频繁,且有轻到中度不等的认知功能受损。由于病例组中研究对象的致痫病灶分布于各脑叶不同位置,我们根据病灶与DMN脑区的空间位置关系,将病例组分成两小组:病灶位于DMN范围内为一组,共10例,剩余23例患者致痫灶位于DMN之外的脑区为另外一组,相对应的正常对照亦分成两小组与对照病例一一对应。在病例组中,以与癫痫源灶关系紧密的病理灶为感兴趣区(region of interest,ROI)。在正常对照组中,种子点选取对照病例的采样ROI,以上两组数据均采用SPM2对数据分别进行时间校正、头动校正、空间标准化再采样及功能图像的高斯平滑、滤波-去低频漂移,最后采用基于广义线性回归模型的功能连接算法进行全脑的相关计算,得出两组数据的全脑相关统计图。统计每个研究对象DMN中心节点的最大t值,对正常对照和癫痫病例两组数据的统计参数t值进行配对t统计检验。结果癫痫灶位于DMN脑区组的10例患者中,其中7例患者的癫痫灶与DMN脑区表现为相位上的负相关连接;1例与DMN部分脑区负相关,部分脑区相关;剩余两例为同相位的正相关连接但两个功能网络间的连接度较对照显著减低。B组中,18例病人的致痫灶与DMN脑区表现为负相关连接,但相比正常人连接度降低;两例表现为正相关,3例呈部分负相关,部分相关;另外患组与对照组的DMN中心节点后扣带回(post cingulate cortex,PCC)/前扣带回(anterior cingulatecortex,ACC)连接度t检验结果分别为t_(PCC)=3.877,p=0.001;t_(ACC)=3.733,p=0.001。提示局灶性癫痫患者DMN内在连接较正常对照显著减低。结论致痫灶持续痫电发放干扰了正常的DMN,这种干扰作用的存在与致痫灶的空间分布无关,但致痫灶不同的空间分布对DMN的干扰损伤程度不一,位于DMN内部的致痫灶,对DMN的改变作用越显著。第二部分内侧颞叶癫痫海马功能连接改变的静息fMRI研究目的和意义:研究静息状态下,对比正常对照,内侧颞叶癫痫患侧海马与DMN的功能改变。材料与方法:病例组由23名伴有右侧海马硬化的右侧颞叶癫痫患者组成,另外选取25名正常健康人作为对照组。以两组研究对象的右侧海马作为感兴趣区,对全脑体素进行功能连接计算,分析正常对照组及病例组海马功能连接的情况及与缺省模式的关系。对两组研究对象全脑的的回归系数分别进行正向激活和负相激活的两样本t检验。结果:正常对照组中,右侧海马与缺省模式网络各脑区维持强烈稳定的正向连接。病例组中,右侧海马与DMN连接度明显减低,同时外在系统网络的双侧背侧前额叶(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)、双侧顶下回(bilateral intraparietalsulcus,IPS)、中央前/后回即第一运动感觉皮质(primary motor and sensorycortices,PMSC)上段的连接度也相应减低,而右侧海马与同侧的颞上回、额下回及双侧PMSC下段的关联度异常增强。结论:右侧颞叶癫痫患者的DMN网络及外在系统网络的功能连接受损。患侧海马、颞上回回、额下回及双侧PMSC下段形成异常癫痫传播网络。fcMRI对评价癫痫患者认知功能损伤具有潜在临床价值。总结本文采用fcMRI技术分别对局灶性癫痫和颞叶癫痫这两大类常见的癫痫进行静息网络功能的连接研究,发现癫痫间期的痫电发放均可损伤DMN功能,而DMN司管人脑认知、注意、片段记忆等重要功能。对于研究癫痫患者长期发放导致语言认知记忆功能的降低,具有重大提示意义。而随着癫痫种类的不同,痫电对DMN的影响也不尽相同,尤其是局灶性癫痫的致痫灶的空间分布不同,对DMN的损伤也有不同。本研究存在的不足,本研究虽然采用的是当前功能连接最成熟的方法,但由于为保证研究的一致性,不可避免研究方法上的单一。另外本研究仅研究了癫痫疾病中常见的两大类,其他类别的癫痫还值得进一步研究。最后,本研究由于病例收集时间上的限制,为进一步客观真实的反映癫痫DMN网络的特点,此后的研究尚需进一不扩大样本量。
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