卒中后癲癇的靜息態(tài)腦功能磁共振成像研究

苗燕平，趙 盛

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 影像診斷科，內(nèi)蒙古 呼和浩特，010050)

卒中后癲癇是指腦卒中前沒有癲癇病史，在卒中一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的癲癇發(fā)作，并排除腦部與其他代謝病變，借助腦電能檢測(cè)到癇性放電與腦卒中部位具有一致性[1]。有研究[2]顯示：我國(guó)卒中后癲癇發(fā)生率為5%～15.0%，且患者疾病以腦出血、腦梗死與蛛網(wǎng)膜下腔出血為主。臨床上，將卒中后癲癇分為早發(fā)性癲癇與遲發(fā)性癲癇兩種[3]。但是，無論何種癲癇均會(huì)引起患者意識(shí)狀態(tài)與認(rèn)知功能損害，部分患者表現(xiàn)為無明顯誘因的全身強(qiáng)直陣攣發(fā)作，腦電圖下以廣泛性棘慢復(fù)合波為主，導(dǎo)致臨床診斷難度較大[4]。靜息態(tài)腦功能磁共振成像(rs-fMRI)技術(shù)可以觀察靜息狀態(tài)下全腦自發(fā)腦神經(jīng)活動(dòng)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全腦層面觀察，且該方法操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。既往研究表明[5],rs-fMRI用于缺血性腦卒中診斷中效果理想，常用分析方法包括：全腦低頻振幅(ALFF)、獨(dú)立成分分析、功能連接及基于圖論的腦網(wǎng)絡(luò)分析等，均能較好地反映自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)的活躍程度。本研究旨在探討rs-fMRI檢查在評(píng)價(jià)卒中后癲癇患者靜息態(tài)腦功能改變中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年5月～2019年5月我院收治的80例卒中后癲癇患者作為觀察組，納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)符合《第五屆全國(guó)腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議簡(jiǎn)介》[6]中腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)；(2)癲癇均參考國(guó)際抗癲癇聯(lián)盟制定的癲癇診斷標(biāo)準(zhǔn)；(3)均能完成rs-fMRI檢查，患者均能耐受；(4)意識(shí)清楚，能與醫(yī)生進(jìn)行溝通、交流。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并凝血異常、精神異?；蛉朐嘿Y料不全者；(2)合并繼發(fā)性癲癇、認(rèn)知功能障礙或神經(jīng)功能損傷者。其中，男51例、女29例，年齡45～79歲，平均(60.49±5.73)歲；病程1～5月，平均(2.50±0.52)月；腦卒中類型：腦出血23例、腦梗死57例；癲癇發(fā)作類型：?jiǎn)渭儾糠职l(fā)作35例、復(fù)雜部分發(fā)作30例、全身發(fā)作15例。另選擇同期健康體檢者53例作為對(duì)照組，其中，男34例、女19例，年齡43～81歲，平均(61.22±5.76)歲。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批，患者及家屬均知情同意。兩組患者一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1儀器設(shè)備

GE MR 750 3.0T磁共振掃描系統(tǒng)。

1.2.2檢查方法

檢查前向兩組患者講解rs-fMRI檢查的目的、檢查過程中的注意事項(xiàng)，告知患者檢查過程中的配合,并檢查前3天兩組均無癲癇發(fā)作，盡可能減輕殘余腦電信號(hào)對(duì)于靜息fMRI結(jié)果產(chǎn)生影響。檢查前兩組佩戴配套的靜音耳機(jī)與耳塞，取仰臥位姿勢(shì)，利用專用的海綿墊將頭部在矩陣線圈內(nèi)進(jìn)行固定。指導(dǎo)患者閉眼、平靜呼吸、放松，盡可能避免特定意向性活動(dòng)思維。借助梯度回波平面回波成像(GRE-EPI)序列完成rs-fMRI掃描。結(jié)合患者情況設(shè)置相關(guān)參數(shù)：層厚3.8 mm、層間距0.38 mm、回波時(shí)間30 ms、重復(fù)時(shí)間2000 ms、視野240 mm×240 mm、矩陣64×64、層數(shù)34層，采集掃描200個(gè)時(shí)間點(diǎn)，掃描時(shí)間共400 s[7]。

1.2.3數(shù)據(jù)預(yù)處理

兩組均完成rs-fMRI檢查，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，采用DPARSF V2.0軟件進(jìn)行靜息態(tài)功能數(shù)據(jù)的預(yù)處理，先剔除每個(gè)被試時(shí)間序列的前10個(gè)時(shí)間點(diǎn)信號(hào)，降低起始時(shí)被試非平穩(wěn)狀態(tài)引入和機(jī)器磁飽和效應(yīng)引入的噪聲；然后校正時(shí)間層間、頭動(dòng)，空間標(biāo)準(zhǔn)化，平滑，去線性漂移和回歸去除協(xié)變量，去除機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間采集積累的線性趨勢(shì)和頭動(dòng)的影響。

1.2.4ALFF與靜息態(tài)功能連接(rsFC)分析

采用rs-fMRI工具包REST軟件計(jì)算兩組被試全腦灰質(zhì)體素的ALFF值。為比較患者大腦和小腦之間靜息態(tài)功能連通性改變，將兩組被試ALFF顯著差異區(qū)域按空間分布位置分為大腦ALFF差異區(qū)和小腦ALFF差異區(qū)，分別以各大腦ALFF差異區(qū)(小腦ALFF差異區(qū))為種子區(qū)計(jì)算其與小腦(大腦)各體素之間的rsFC。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用REST軟件，采用雙樣本t檢驗(yàn)兩組間在全腦灰質(zhì)模板內(nèi)ALFF值和rsFC值的差異，顯著水平閾值為P<0.05，經(jīng)AlphaSim校正。

2 結(jié)果

2.1 觀察組與對(duì)照組ALFF值差異腦區(qū)比較

與對(duì)照組比較，卒中后癲癇患者右側(cè)楔前葉、左側(cè)額中回的ALFF明顯升高，而右側(cè)海馬、右側(cè)小腦腳2區(qū)、左側(cè)小腦4/5區(qū)的ALFF明顯降低(P<0.05)，詳見表1、圖1。

表1 觀察組與對(duì)照組ALFF值差異腦區(qū)比較

圖1 卒中后癲癇患者ALFF值異常腦區(qū)(P<0.05，AlphaSim校正)，紅色代表ALFF值升高的腦區(qū)，包括：右側(cè)楔前葉、左側(cè)額中回；藍(lán)色代表ALFF值降低的腦區(qū)，包括：右側(cè)海馬、右側(cè)小腦腳2區(qū)、左側(cè)小腦4/5區(qū)

2.2 卒中后癲癇患者基于ALFF值差異種子區(qū)域rsFC異常腦區(qū)

與對(duì)照組比較，以各大腦ALFF差異區(qū)(右側(cè)海馬、右側(cè)楔前葉、左側(cè)額中回)作為種子區(qū)域，卒中后癲癇患者依次對(duì)應(yīng)在左側(cè)小腦8區(qū)、右側(cè)小腦4/5區(qū)的rsFC值明顯升高(P<0.05)；以各小腦ALFF差異區(qū)(右側(cè)小腦腳2區(qū)、左側(cè)小腦4/5區(qū))作為種子區(qū)域，卒中后癲癇患者依次對(duì)應(yīng)在左側(cè)額下回、右側(cè)顳中回的rsFC值明顯降低(P<0.05)，詳見表2、圖2。

3 討論

近年來，隨著我國(guó)人口老齡化的日益加劇，導(dǎo)致卒中后癲癇發(fā)生率呈上升趨勢(shì)[8]。國(guó)內(nèi)學(xué)者的調(diào)查結(jié)果表明[9]：卒中后癲癇總發(fā)生率為15.5%，其中腦出血占11.0%、腦梗死占15.2%、蛛網(wǎng)膜下腔出血占26.3%，且患者發(fā)生率與病灶的類型、病灶部位存在緊密的聯(lián)系。目前，臨床上對(duì)于卒中后癲癇檢查方法相對(duì)較多，更多的依靠螺旋CT，其能準(zhǔn)確反映頭皮損傷、皮下異物及顱骨骨折等情況，但是，CT檢查誤診率、漏診率較高，難以準(zhǔn)確反映患者疾病情況[10]。

表2 卒中后癲癇患者基于ALFF值差異種子區(qū)域rsFC異常腦區(qū)

圖2 卒中后癲癇患者基于ALFF值差異種子區(qū)域rsFC異常腦區(qū)(P<0.05，AlphaSim校正)A. 表示基于卒中后癲癇患者各大腦ALFF值異常區(qū)域[右側(cè)海馬(HIP.R)、右側(cè)楔前葉(PreC.R)、左側(cè)額中回(MFG.L)]為種子區(qū)域rsFC異常腦區(qū)，分別為左側(cè)小腦8區(qū)、右側(cè)小腦4/5區(qū)的rsFC值明顯升高。B. 表示基于卒中后癲癇患者各小腦ALFF值異常區(qū)域[右側(cè)小腦腳2區(qū)(C_C2.R)、左側(cè)小腦4/5區(qū)(C_4_5.L)]為種子區(qū)域rsFC異常腦區(qū)，分別為左側(cè)額下回、右側(cè)顳中回的rsFC值明顯降低

近年來，rs-fMRI檢查在卒中后癲癇患者的治療中得到應(yīng)用，且效果理想[11]。rs-fMRI檢查是一種新型的檢查方法，對(duì)軟組織具有較高的分辨率，利用磁共振技術(shù)能針對(duì)卒中后癲癇進(jìn)行檢查，根據(jù)患者腦區(qū)默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)分布、MNI峰坐標(biāo)等，了解患者的腦區(qū)功能連接情況，能靈敏地反映卒中癲癇患者腦功能情況[12]。本研究采用全腦ALFF分析發(fā)現(xiàn)，卒中后癲癇患者右側(cè)楔前葉、左側(cè)額中回的ALFF明顯升高，而右側(cè)海馬、右側(cè)小腦腳2區(qū)、左側(cè)小腦4/5區(qū)的ALFF明顯降低(P<0.05)，說明卒中后癲癇患者大腦和小腦間靜息態(tài)下的自發(fā)腦活動(dòng)發(fā)生改變，rs-fMRI檢查可客觀評(píng)價(jià)患者靜息態(tài)腦功能變化，為患者的臨床診療及預(yù)后評(píng)估提供影像學(xué)依據(jù)。

既往研究表明，卒中后癲癇患者大腦和小腦間靜息態(tài)功能連通性發(fā)生了改變。卒中后癲癇患者發(fā)作過程中，多呈持續(xù)性陣攣發(fā)作，頻繁的癇電發(fā)放能干擾靜息下自發(fā)腦活動(dòng)的固有模式，使得注意與運(yùn)動(dòng)功能連接通路長(zhǎng)期處于興奮狀態(tài)，便于患者隨時(shí)參與運(yùn)動(dòng)控制[13]。小腦8區(qū)和小腦4/5區(qū)分別與靜息態(tài)下背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)，這些腦區(qū)在運(yùn)動(dòng)控制中扮演著重要角色。

本研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，以各大腦ALFF差異區(qū)(右側(cè)海馬、右側(cè)楔前葉、左側(cè)額中回)作為種子區(qū)域，卒中后癲癇患者依次對(duì)應(yīng)在左側(cè)小腦8區(qū)、右側(cè)小腦4/5區(qū)的rsFC值明顯升高(P<0.05)。一項(xiàng)基于小腦種子點(diǎn)的靜息態(tài)功能連接研究表明，卒中后癲癇患者小腦多個(gè)腦區(qū)與大腦默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)與注意網(wǎng)絡(luò)功能連接下降[14]。小腦腳2區(qū)在默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)自發(fā)腦活動(dòng)中起重要作用，而額下回和顳中回均與注意網(wǎng)絡(luò)緊密關(guān)聯(lián)[15]。而以各小腦ALFF差異區(qū)(右側(cè)小腦腳2區(qū)、左側(cè)小腦4/5區(qū))作為種子區(qū)域，卒中后癲癇患者依次對(duì)應(yīng)在左側(cè)額下回、右側(cè)顳中回的rsFC值明顯降低(P<0.05)，表明卒中后癲癇患者默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和注意網(wǎng)絡(luò)間的功能連接減弱，其全腦功能整合能力下降。

綜上所述，卒中后癲癇患者大腦和小腦之間多個(gè)腦區(qū)功能連通性發(fā)生改變，rs-fMRI檢查可客觀評(píng)價(jià)患者靜息態(tài)腦功能變化，為患者的臨床診療及預(yù)后評(píng)估提供影像學(xué)依據(jù)。