兒童原發(fā)性顳葉癲癇海馬體積的MRI研究

張玉珍，高煜，張忠陽(yáng)，李芳珍，劉明，李玉華

原發(fā)性癲癇在常規(guī)MRI掃描中一般無(wú)明顯異常病變，海馬體積（hippocampal volume，HCV）測(cè)量能客觀了解海馬的改變，從而進(jìn)行輔助診斷。本研究通過(guò)MRI手動(dòng)測(cè)量24例兒童顳葉癲癇（temporal lobe epilepsy，TLE）HCV，并與正常兒童進(jìn)行對(duì)照，旨在探討原發(fā)性TLE患者是否存在HCV改變及其可能的影響因素，并對(duì)本組正常兒童HCV的范圍進(jìn)行總結(jié)分析。

材料與方法

1.研究對(duì)象

病變組：搜集經(jīng)臨床表現(xiàn)及腦電圖（electrocardiographic，ECG）結(jié)果診斷為TLE的24例患者，其中男14例，女10例，年齡2.0～12.6歲，平均（7.29±2.88）歲。選擇條件包括：①出現(xiàn)癲癇各種臨床表現(xiàn)，排除腦血管病、腫瘤、外傷等病變所致；②無(wú)小兒熱痙攣史，無(wú)腦炎、腦膜炎史；③無(wú)各種原因所致的智能障礙；④無(wú)腦缺氧史；⑤無(wú)長(zhǎng)期低血糖史；⑥無(wú)精神病史；⑦ECG檢查顯示單側(cè)或雙側(cè)顳葉有癲癇波；⑧符合以上7條行頭顱MRI常規(guī)檢查未見病灶者。

采用國(guó)際抗癲癇聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類[1-2]。本組病例中確診顳葉癲癇18例，可能的局灶性顳葉癲癇4例，非綜合征局灶癲癇發(fā)作病例2例。病變組臨床特征見表1。

表1 癲癇病變組兒童臨床特征 （例）

對(duì)照組（normal control，NC）：24例，性別與病變組完全匹配，年齡與病變組基本匹配，男14例，女10例，年齡2.5～12.6歲，平均（7.28±2.70）歲。選擇條件包括：①體格檢查無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)陽(yáng)性體征，排除腦血管病、腫瘤、外傷等病變所致；②～⑥條件與病變組相同。

2.分組

由于兒童顱腦體積隨年齡的改變而改變，本組兒童年齡分布范圍較大（2.0～12.6歲），為了減少年齡因素引起的統(tǒng)計(jì)差異，將48例兒童（癲癇組及NC組各24例）按隨機(jī)年齡差異（3～4歲）進(jìn)行分組，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。病變組按年齡分為3組：＜6歲組8例，平均（3.96±1.19）歲；6～9歲組10例，平均（7.87±0.92）歲；9～13歲組6例，平均（10.77±1.29）歲。NC組按年齡也分為3組：＜6歲組8例，平均（4.11±1.14）歲；6～9歲組10例，平均（7.94±0.92）歲；9～13歲組6例，平均（10.42±1.20）歲。

3.MRI掃描方法

MRI掃描采用GE Signa Horizon LX 3.0T超導(dǎo)型MR掃描儀，標(biāo)準(zhǔn)頭部8通道相控陣圈。所有兒童頭部海綿墊固定，雙耳予以耳塞。對(duì)無(wú)法自然入睡的兒童給予10%水合氯醛（0.5ml／kg），口服給藥鎮(zhèn)靜，待其熟睡后進(jìn)行MRI掃描，掃描范圍包括整個(gè)大腦。病變組患兒腦電圖檢查后1～2周內(nèi)行MRI檢查?；純罕O(jiān)護(hù)人簽署知情同意書。

MRI掃描序列及參數(shù)：橫軸面T2WI FLAIR序列，TR 8002ms，TE 153.9ms，TI 2250ms，矩陣320×192，層厚5.0mm，層間隔1.5mm；橫軸面DWI序列，TR 4800ms，TE 75.7ms，矩陣160×160，層厚5.0mm，層間隔1.5mm；矢狀面 FSE 序列，TR 2560ms，TE 116.6ms，矩陣384×224，層厚5.0mm，層間隔2.0mm；橫軸面T1加權(quán)三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度 回 波 序 列 （three－dimensional magnetization－prepared rapid acquisition gradient－echo imaging，3DMPRAGE）序列，TR 713ms，TE 2.2ms，TI 450ms，矩陣320×256，層厚1.0mm，層間隔0.5mm，翻轉(zhuǎn)角15°，孔徑24cm，采集次數(shù)1，總采集時(shí)間6.5min。

4.HCV的MRI測(cè)量方法

海馬結(jié)構(gòu)的定界參照 Watson等的定界標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。首先在GE 3.0TMR自帶工作站workstation 4.3上將橫軸面3D－MPRAGE薄層T1WI圖像進(jìn)行垂直海馬方向上的斜冠狀面重組，層厚3mm（圖1），將重組后圖像放大并調(diào)節(jié)窗寬、窗位，明確雙側(cè)海馬的邊緣，用鼠標(biāo)勾畫出其輪廓，得到相應(yīng)層面相應(yīng)結(jié)構(gòu)面積，根據(jù)每層層厚計(jì)算出體積。逐層測(cè)量體積，最后相加即得到整個(gè)海馬的體積（圖2）。為獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，48例兒童HCV數(shù)據(jù)均由1位經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)師在不知病情的情況下測(cè)量，每例每側(cè)海馬均測(cè)量3次，3次測(cè)量值誤差小于10%，取其平均值，隔兩個(gè)月后再進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。平均每例HCV測(cè)量時(shí)間不少于1h。

圖1 3D－MPRAGE序列行海馬斜冠狀面圖像重建，層厚3mm。 圖2 海馬邊界確認(rèn)，正常對(duì)照組兒童，女，8.3歲。a）海馬頭部，左、右側(cè)海馬頭部面積分別為68.1和75.6mm2；b）海馬體部，左、右側(cè)海馬體部面積分別為77.3和74.4mm2；c）海馬尾部，左、右側(cè)海馬尾部面積分別為28.2和30.5mm2。

5.HCV的標(biāo)準(zhǔn)化

HCV標(biāo)準(zhǔn)化方法：為了消除年齡、顱腔容積大小等個(gè)體差異的影響，使測(cè)量結(jié)果具有可比性，參照J(rèn)ack等[5-6]的協(xié)方差分析方法進(jìn)行HCV的校正，以顱腔容積為校正因素。HCV校正值按公式（1）計(jì)算：

公式（1）中AHV為校正后HCV，OHV為校正前實(shí)際HCV，Grad為實(shí)際HCV（OHV）與顱腔容積之間回歸曲線的回歸系數(shù)，CVi為各例顱腔容積，CVmean為NC組顱腔容積的平均值。

顱腔容積的測(cè)量：采用前后徑、左右徑、上下徑相乘的方法測(cè)量顱內(nèi)體積。前后徑為正中矢狀面圖像上額極至枕極內(nèi)板間的距離，上下徑為正中矢狀面圖像上垂直于前后徑、枕骨大孔前下緣至顱頂內(nèi)板間的距離，左右徑為橫軸面圖像上背側(cè)丘腦平面垂直于前后徑的顱腔內(nèi)板間最大橫徑。48例顱腔容積測(cè)量由1人完成，每例測(cè)量3次取其平均值，3次測(cè)量值誤差小于10%。平均顱腔容積由NC組顱腔容積計(jì)算得到。

6.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)采用SAS 9.13軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。將標(biāo)準(zhǔn)化前后的HCV按年齡、性別分別行多元線性相關(guān)分析。病灶側(cè)與對(duì)側(cè)HCV比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；病變組與NC組比較，正態(tài)分布者采用成組t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布者采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)。對(duì)3個(gè)年齡組間HCV作單因素方差分析，病變組與NC組左、右側(cè)HCV行配對(duì)t檢驗(yàn)，兩組之間海馬總體積比較行成組t檢驗(yàn)。3個(gè)年齡組間癲癇發(fā)作距MRI檢查時(shí)間間隔比較采用單因素方差分析，兩兩之間比較采用SNK（Student－Newman－Keuls）方法。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.年齡和性別對(duì)HCV的影響

病變組和對(duì)照組按年齡進(jìn)行比較，結(jié)果顯示年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.99）。

標(biāo)準(zhǔn)化前病變組、NC組左、右側(cè)平均HCV分別為（2050.40±70.04）、（2073.93±62.15）mm3和（2053.65±73.65）、（2075.59±77.59）mm3。標(biāo)準(zhǔn)化后兩組左、右側(cè)平均 HCV分別為（2075.54±74.60）、（2099.06±80.64）mm3和 （2053.65±54.40）、（2075.59±68.22）mm3。HCV與年齡間行相關(guān)回歸分析，r＝0.74553，病變組左、右側(cè)t值分別為8.06和8.03，F(xiàn)值分別為65和64.47；NC組左、右側(cè)t值分別為6.87和6.05，F(xiàn) 值分別為47.22和36.56，P 值均＜0.01，說(shuō)明年齡與HCV相關(guān)。

病變組左、右側(cè)HCV按性別比較，P值分別為0.8099和0.8533；NC組左、右側(cè) HCV按性別比較，P值分別為0.7091和0.7890；P 值均 ＞0.05，說(shuō)明HCV差異與性別無(wú)關(guān)。

2.左、右側(cè)HCV比較結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)化前左、右側(cè)HCV隨年齡增大而增大，但標(biāo)準(zhǔn)化后HCV隨年齡增大而減小。

不同年齡組別標(biāo)準(zhǔn)化后HCV比較見表2，結(jié)果顯示＜6歲病變組左、右側(cè)HCV比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.0018）。6～9歲組、9～13歲組病變組及 NC組3個(gè)年齡組左、右側(cè)HCV比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 病變組及對(duì)照組標(biāo)準(zhǔn)化后平均海馬體積比較 （mm3）

不同年齡組標(biāo)準(zhǔn)化后總HCV比較見表3，結(jié)果顯示＜6歲病變組與NC組之間總HCV比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.02）。

NC組右／左側(cè)HCV比值為1.0102，右側(cè)HCV較左側(cè)平均大（18.09±65.87）mm3，左、右側(cè) HCV差值比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.1915）。左、右側(cè)HCV 95%可信區(qū)間為2030.68～2076.63mm3及2046.78～2104.39mm3。

表3 病變組和NC組三個(gè)年齡段海馬總體積比較 （mm3）

3.確診TLE及可能TLE癲癇兒童HCV

確診TLE及可能TLE癲癇兒童病變組左、右側(cè)平均HCV分別為（2069.09±73.59）mm3和（2091.52±78.06）mm3。標(biāo)準(zhǔn)化后確診及可能顳葉癲癇組與NC組海馬總體積比較見表4，結(jié)果顯示＜6歲確診TLE及可能TLE與＜6歲NC組之間總HCV差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.0468）。

討 論

T1加權(quán)三維磁化強(qiáng)度預(yù)備梯度回波序列（T1WI－3D－MPRAGE）序列屬快速容積掃描技術(shù)，具有較高的空間分辨力和時(shí)間分辨力，信噪比高，偽影小，可清晰顯示腦內(nèi)結(jié)構(gòu)如白質(zhì)、灰質(zhì)和腦脊液，能三維顯示腦內(nèi)精細(xì)解剖結(jié)構(gòu)[7]。本研究采用3D－MPRAGE序列行海馬斜冠狀面重建后測(cè)量HCV，其1mm層厚的原始圖像中有近50層連續(xù)圖像可以顯示海馬結(jié)構(gòu)。Laakso等[8]研究顯示，將3D－MPRAGE進(jìn)行1、3和5mm海馬斜冠狀面重組，分別行HCV測(cè)量并統(tǒng)計(jì)比較，結(jié)果顯示3種層厚重組圖像HCV測(cè)量值之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。為方便測(cè)量HCV及適當(dāng)節(jié)約時(shí)間，本組研究選用3mm層厚的海馬斜冠狀面重建方法行HCV測(cè)量（圖1）。

表4 確診及可能顳葉癲癇兒童與正常對(duì)照組海馬總體積比較（mm3）

HCV的測(cè)量主要有手工、半自動(dòng)和自動(dòng)測(cè)量3種方法。海馬結(jié)構(gòu)手工劃界的精度最高，被作為金標(biāo)準(zhǔn)[9-11]。因?yàn)閮和ｑR處于不斷發(fā)育過(guò)程中，較成人HCV小，并且邊界也不及成人海馬清晰，所以不管是自動(dòng)測(cè)量還是手工確定邊界都較成人困難。本文所用HCV測(cè)量方法、邊界確認(rèn)參照以往文獻(xiàn)中成人測(cè)量所用方法[3，6，11]，所測(cè)的HCV不包含海馬周圍其它結(jié)構(gòu)。由于采用的MR掃描方法、參數(shù)以及海馬定界的標(biāo)準(zhǔn)不同，文獻(xiàn)報(bào)道的成人HCV大小各異，關(guān)于兒童HCV的報(bào)道較少，尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的兒童HCV數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。Obenaus等[12]在6例年齡為14～60個(gè)月的正常兒童中測(cè)量左、右側(cè)平均HCV為2.44及2.59ml，左右側(cè)HCV之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中4例右側(cè)HCV較左側(cè)大10%。Mulani等[13]在20例6～12歲兒童中測(cè)量左、右側(cè)平均HCV為2.49及2.75cm3。而本文所測(cè)正常兒童24例，年齡2.5～12.6歲，左側(cè)平均 HCV 為 2.053cm3，右側(cè)平均HCV 為2.076cm3，與文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)據(jù)存在差異的原因可能有以下幾個(gè)方面：受試者的年齡構(gòu)成和分段情況不同；測(cè)量對(duì)象來(lái)自不同的區(qū)域和民族；定界和測(cè)量的方法不同；有無(wú)標(biāo)準(zhǔn)化或標(biāo)準(zhǔn)化方法有區(qū)別；機(jī)器性能、掃描參數(shù)及窗技術(shù)的影響；操作者熟練程度上的差異等。因此不能機(jī)械地運(yùn)用某些測(cè)量結(jié)果來(lái)判斷本地區(qū)人群的海馬結(jié)構(gòu)、杏仁核和前顳葉的體積大小情況。在這些結(jié)構(gòu)正常值的臨床運(yùn)用中，應(yīng)考慮到上述因素的影響。本文采用按年齡分組方法比較HCV差異，對(duì)于兒童HCV測(cè)量是相對(duì)合理的檢測(cè)方法。不論何種儀器型號(hào)及描繪方法，有一點(diǎn)是基本一致的，即右側(cè)HCV大于左側(cè)，本組研究結(jié)果也是如此，即右側(cè)HCV比左側(cè)稍大，HCV右／左比率為1.0102，但左右側(cè)HCV之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道一致[4，12，14]。

腦實(shí)質(zhì)體積與年齡有一定的相關(guān)性，兒童隨著年齡的增長(zhǎng)，大腦體積增大，HCV也遵循這種規(guī)律。本研究通過(guò)HCV標(biāo)準(zhǔn)化前后分別進(jìn)行顱腔容積與HCV的相關(guān)性分析。標(biāo)準(zhǔn)化前HCV與顱腔容積有一定的相關(guān)性，標(biāo)準(zhǔn)化后此相關(guān)性明顯減小。本研究標(biāo)準(zhǔn)化前HCV在＜6歲組、6～9歲組及9～13歲3個(gè)年齡組中依次增大，行標(biāo)準(zhǔn)化后HCV在3個(gè)年齡組中依次減小。兒童HCV與年齡有相關(guān)性，即HCV隨年齡的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道HCV與性別無(wú)關(guān)，本研究發(fā)現(xiàn)不論是標(biāo)準(zhǔn)化前還是標(biāo)準(zhǔn)化后，HCV均與性別無(wú)關(guān)，與文獻(xiàn)報(bào)道一致。

在病變組與NC組3個(gè)年齡分組HCV比較研究中，＜6歲組左、右側(cè)HCV比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），病變組HCV較NC組大，在6～9歲組及9～13歲組中，病變組與NC組HCV比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。在＜6歲年齡組中，病變組海馬總體積與NC組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），在另兩個(gè)年齡組中未出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異?；仡櫺苑治霰窘M臨床資料，在＜6歲病變組中，ECG診斷雙側(cè)及左側(cè)TLE各1例，右側(cè)TLE 6例，其中5例于發(fā)病1～2d行MRI檢查，2例1個(gè)月內(nèi)發(fā)作3次，1例2個(gè)月多次發(fā)作。在6～9歲組中，雙側(cè)、左側(cè)及右側(cè)TLE病例分別為2、5、3例，其中3例于發(fā)病1、7、14天內(nèi)行 MRI檢查，另7例于1～24個(gè)月內(nèi)各發(fā)作2次。在9～13歲病變組中，左、右側(cè)TLE各3例，其中2例發(fā)病1天后行MRI檢查，4例4～23個(gè)月內(nèi)各發(fā)作2次。病變組癲癇發(fā)作持續(xù)時(shí)間為數(shù)秒至數(shù)分鐘，在＜6歲病變組中1例發(fā)作時(shí)間最長(zhǎng)（約15min）。癲癇發(fā)作持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)作次數(shù)多，可導(dǎo)致細(xì)胞毒性水腫，從而引起急性期海馬興奮性增加及HCV增大，而在發(fā)作后急性期盡早行MRI檢查，可能測(cè)量出HCV增大的結(jié)果。＜6歲組在癲癇發(fā)作后急性期行MRI檢查病例所占比例最高，發(fā)作次數(shù)亦較其它兩個(gè)年齡組多，ECG診斷右側(cè)6例，其數(shù)量明顯多于該年齡組左側(cè)及雙側(cè)病例，由此分析，＜6歲病變組臨床表現(xiàn)不均質(zhì)性明顯，可能導(dǎo)致與NC組比較后出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中有較多關(guān)于成人TLE后海馬硬化，從而出現(xiàn)HCV減小的相關(guān)報(bào)道，很少有關(guān)于兒童原發(fā)性顳葉癲癇HCV改變的報(bào)道，曹慶雋等[15]報(bào)道兒童熱性驚厥發(fā)作后急性期HCV較正常對(duì)照組增大。本研究只在＜6歲組中出現(xiàn)顳葉癲癇發(fā)作后HCV增大的情況，未出現(xiàn)在另外兩個(gè)年齡組中。由于每個(gè)年齡組病例數(shù)不多，原發(fā)性顳葉癲癇急早期是否會(huì)出現(xiàn)HCV增大，需要更多病例證實(shí)及更深入的研究。

綜上所述，本研究結(jié)果顯示兒童原發(fā)性顳葉癲癇海馬體積改變可能與癲癇發(fā)作次數(shù)、持續(xù)時(shí)間、發(fā)作后距MRI檢查時(shí)間等多種因素有關(guān)，3D－MPRAGE薄層T1WI掃描可清晰顯示海馬及相關(guān)腦組織結(jié)構(gòu)，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于兒童顳葉癲癇的診斷，海馬體積測(cè)量較常規(guī)MRI掃描具有更高的準(zhǔn)確度及敏感度，可作為常規(guī)ECG的補(bǔ)充方法。手工海馬體積測(cè)量需不斷加以完善，并結(jié)合自動(dòng)／半自動(dòng)測(cè)量方法，以期達(dá)到最佳效果。

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