颞叶癫痫默认网络功能连接改变及与执行功能的相关性研究

摘要

癫痫是最常见的神经系统疾病。虽然大多数癫痫患者经过抗癫痫药物(antiepileptic drugs AEDs)的治疗能够缓解，但大约仍有30％的癫痫患者存在癫痫反复发作并且具有耐药性，导致癫痫进展为难治性癫痫。颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy TLE)是最常见的耐药性癫痫，长期的癫痫活动传播会造成颞叶外广泛脑区的结构、功能损害。默认网络(Default-modenetwork DMN)是具有高度功能连接性的大脑区域，其在静息状态下处于激活状态，而在执行相关任务时被抑制。多项研究表明，颞叶癫痫患者存在DMN的结构和功能异常，这些异常变化可能与颞叶癫痫患者的认知功能障碍有关。本研究应用基于种子点的分析方法研究颞叶癫痫患者DMN的功能连接特点，追踪分析单侧颞叶癫痫患者应用奥卡西平(oxcarbazepine，OXC)治疗3年前后DMN的动态变化、可能的代偿机制及OXC对颞叶癫痫患者脑网络功能连接及执行功能潜在的影响作用;基于度中心度的方法研究分析难治性颞叶癫痫患者脑功能网络及与执行功能的相关性，进一步探讨颞叶癫痫患者大脑功能网络及认知功能的异常变化。 第一部分 颞叶癫痫患者默认网络功能连接模式的功能磁共振研究 目的：应用静息态功能磁共振研究单侧颞叶癫痫患者默认网络功能连接强度及其差异。 方法：选取来自广西医科大学第一附属医院门诊就诊的符合国际癫痫联盟诊断标准的单侧颞叶癫痫患者73例，其中左侧颞叶癫痫(L-TLE)患者36例，右侧颞叶癫痫(R-TLE)患者37例，同时入选正常对照组(NC)36名。所有观察对象采用PHILIPS Achieva3.0T磁共振扫描仪进行3D高分辨率静息态功能磁共振扫描，运用基于Matlab平台的DPARSF软件系统及统计参数包SPM12对功能磁共振数据进行据处理。采用SeeCAT工具箱，以后扣带回为种子点与全脑体素做皮尔森相关分析，得到基于种子点的全脑相关脑区;分别对左侧颞叶癫痫组、右侧颞叶癫痫组和对照组的功能连接脑区作掩模，在掩模内进行两独立样本t检验，得到有显著差异的脑区。 结果：与正常组比较，左侧颞叶癫痫组患者右内侧额上回、双侧额中回、左侧距状回、左侧枕中回功能连接强度明显下降;右侧颞叶癫痫组患者右侧前扣带回、左侧中间扣带回功能连接强度明显下降，同时，左侧楔前叶、双侧项下小叶功能连接强度明显增强。 结论：单侧颞叶癫痫患者均存在静息态默认网络功能连接异常，左侧颞叶癫痫患者默认网络功能连接异常脑区较右侧患者分布广泛，右侧颞叶癫痫患者脑网络存在功能代偿。 第二部分 单侧颞叶癫痫患者经奥卡西平治疗前后默认网络功能连接变化及与执行功能的关系 目的：应用多模态功能磁共振结合种子点分析的方法，通过研究初诊颞叶癫痫患者(基线组P0)及经OXC治疗3年后(治疗组P3)默认网络功能连接的动态变化及执行功能异常，探讨OXC对单侧颞叶癫痫患者脑功能网络及执行功能的的潜在影响作用。 方法：选取来自广西医科大学第一附属医院门诊就诊的符合国际抗癫痫联盟诊断标准的颞叶癫痫患者19例（左侧颞叶癫痫9例，右侧颞叶癫痫10例）、正常对照组(NC) 20名，其中患者组分为治疗前(P0)及经奥卡西平治疗3年后(P3)两组。所有观察对象采用PHILIPS Achieva 3.0T磁共振扫描仪进行3D高分辨率静息态功能磁共振扫描及注意网络测试，运用基于Matlab平台的DPARSF软件系统及统计参数包SPM12对功能磁共振数据进行据处理。其过程包括:时间校正、头动校正、空间标准化及空间平滑等;随后，采用SeeCAT工具箱，以后扣带回为种子点与全脑体素做皮尔森相关分析，得到基于种子点功能连接方法的全脑相关脑区;分别对颞叶癫痫组和对照组的功能连接脑区作掩模，在掩模内进行两独立样本t检验，得到有显著差异的脑区作为感兴趣区。应用注意网络测试(attention network test，ANT)软件对所有受试者行执行功能效应评分，将感兴趣区功能连接zFC值与执行功能效率评分行Pearson相关分析。 结果：1.与正常组比较，颞叶癫痫基线组中，右侧颞叶癫痫患者右侧内侧额上回功能连接明显下降，左侧颞叶癫痫患者右侧前扣带回、左侧距状回功能连接明显下降;与正常组比较，颞叶癫痫治疗组中，右侧颞叶癫痫患者左小脑下叶功能连接下降、右侧角回功能连接增强，左侧颞叶癫痫患者未发现显著差异脑区;颞叶癫痫组治疗前后比较发现左侧颞叶癫痫患者右侧额中回功能连接增强、左侧梭状回功能连接下降，右侧颞叶癫痫组未发现异常。2.左侧颞叶癫痫基线组与治疗组的执行控制效率较正常对照组均下降，其执行反应效率与右侧前扣带、左侧距状裂FC值无相关性;左侧颞叶癫痫治疗组与基线组比较，执行反应效率无显著差异。右侧颞叶患者三组间比较均无显著差异。 结论：癫痫发作对默认网络的损害是不均质的，控制癫痫发作不能完全抑制脑功能网络异常的发生发展，OXC控制癫痫发作的同时，可能不同程度得逆转部分脑功能活性;L-TLE患者存在执行功能障碍，抗癫痫药物OXC不能改善其执行功能，同时对TLE患者执行功能无显著负性作用，L/R-TLE默认网络损害所致认知功能不同，执行功能障碍具有左偏侧性。 第三部分 基于图论度中心度的方法研究难治性颞叶癫痫脑功能网络变化与执行功能的关系 目的：应用基于图论的度中心度方法，研究难治性颞叶癫痫患者脑功能网络改变及与执行功能的关系。 方法：选取来自广西医科大学第一附属医院癫痫门诊就诊的难治性颞叶癫痫患者32例，正常对照组(NC) 35名。所有观察对象采用PHILIPS Achieva3.0T磁共振扫描仪分别进行3D高分辨率静息态功能磁共振扫描和注意网络测试，运用基于Malab平台的RESTplus软件及统计参数图软件包SPM8得出两组观察对象的DC值图并进行两独立样本t检验，得出DC差异的脑区。对难治性颞叶癫痫组差异脑区的Z值化DC值与执行控制反应时间(RT)行皮尔森相关性分析。 结果：难治性颞叶癫痫组执行控制RT较正常组延长(P＜0.05);与正常组比较，颞叶癫痫患者右侧颞叶、双侧额叶DC值降低(P＜0.01);右侧颞叶DC值与执行控制RT成负相关（P＜0.05）。 结论：难治性颞叶癫痫患者脑网络节点中心地位改变，其变化可能与难治性颞叶癫痫患者执行功能异常有关，右侧颞叶核心地位下降可能是难治性颞叶癫痫患者的一个重要特征。