青少年肌阵挛性癫痫患者镜像同伦功能连接的初步研究

任国政，吕贵文，陈少武,雷 益(.平顶山市第一人民医院放射科，河南 平顶山 467000；.深圳市第二人民医院深圳大学第一附属医院放射科，广东 深圳 58035)

青少年肌阵挛性癫痫患者镜像同伦功能连接的初步研究

任国政1，吕贵文2*，陈少武1,雷 益2
(1.平顶山市第一人民医院放射科，河南 平顶山 467000；2.深圳市第二人民医院深圳大学第一附属医院放射科，广东 深圳 518035)

目的 采用镜像同伦连接(VMHC)技术观察青少年肌阵挛性癫痫(JME)患者静息态功能连接的异常改变，以及连接强度与认知间的相关性。方法 收集JME患者21例(JME组)及与之匹配的健康志愿者21名(对照组)进行静息态BOLD MR检查。图像数据采用DPABI中DPASFA软件进行预处理，之后采用REST软件进行VMHC分析，提取两组间有差异脑区，并将其与蒙特利尔认知评估量表(MoCa)评分进行相关性分析。 结果 与对照组比较，JME组的双侧尾状核、丘脑、额中回、额下回及枕中回VMHC值增加(Alphasim校正，P<0.01)；JME组的双侧尾状核VMHC值与MoCa评分呈正相关(r=0.43，P=0.015)。结论 JME患者静息态下基底核—丘脑—皮层环路中多个脑区间功能连接异常，且双侧尾状核异常可能与认知障碍有关。

癫痫，肌阵挛性；青少年；癫痫，全身性；镜像同伦连接

青少年肌阵挛性癫痫(juvenile myoclonic epilepsy， JME)是全面特发性癫痫(idiopathic generalized epilepsy， IGE)的一种最常见类型，患者自青春期发病，以肌阵挛为突出表现[1]。JME的诊断依靠脑电图(electroencephalography， EEG)表现，其典型EEG表现为3～6 Hz的广泛、对称的棘慢复合波[2]。JME可对患者造成严重危害，临床若治疗不合理，易造成难治性癫痫，因此其发病机制的研究非常重要。目前，镜像同伦连接(voxel-mirrored homotopic connectivity，VMHC)[3]可量化两侧大脑半球相对应皮质每个体素的静息态功能连接(resting-state functional connectivity， RSFC)情况，目前已应用于精神分裂症[4]及抑郁症[5]等的研究，其用于JME的研究鲜见报道。由于JME发病为全脑放电损伤，故可能存在大脑半球间信息交流障碍。本研究采用VMHC技术观察JME患者两侧大脑半球间RSFC的异常改变，以及连接强度与认知间的相关性，为JME发病机制的研究提供影像学证据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2015年5月—2016年5月我院神经内科门诊诊断为JME的患者21例(JME组)，其中男9例，女12例，年龄15～29岁，平均(21.3±3.9)岁。纳入标准：①符合国际抗癫痫联盟关于JME的诊断标准[6]；②患者年龄<35岁；③右利手。排除标准：①颅内有器质性病变者；②有头部外伤及其他神经病病史；③有MRI禁忌证者。另纳入同期21名年龄、性别、利手匹配的健康志愿者为对照组，其中男10名，女11名，年龄21～31岁，平均(24.9±2.9)岁。两组受试者年龄和性别构成比差异无统计学意义(P均>0.05)。本研究所有受试者均接受蒙特利尔认知评估量表(montreal cognitive assessment， MoCa)评分,并签署知情同意书。本研究经本院伦理委员会批准。

1.2 仪器与方法 采用Philips Achieva 3.0T MR仪及8通道头部线圈。扫描前嘱受试者闭眼、清醒、尽量不思考，扫描时佩戴耳塞。BOLD MR扫描参数：TR 2 000 ms，TE 30 ms，FOV 220 mm×220 mm，共30层，层厚 4 mm，层间距 0.8 mm，翻转角90°，矩阵64×64，共240个时间点。矢状位T1WI参数：TR 1 900 ms，TE 3.42 ms，FOV 240 mm×24 0mm，共192层，层厚1 mm，层间距0.5 mm，翻转角9°，矩阵256×256。T2WI参数：TR 6 000 ms，TE 93 ms，FOV 220 mm×220 mm，共30层，层厚 5 mm，无间隔，翻转角120°，矩阵320×320。

1.3 数据预处理 采用基于Matlab R2010b的操作界面，使用DPABI中DPARSFA 4.1软件对BOLD数据进行预处理。去除前10个时间点，时间校正，剔除头动大于2 mm或旋转角度超过2°的患者，每个T1图像与功能图像配准，然后分割成灰质、白质和脑脊液，功能图像标准化到MNI(Montreal Neurological Institute)标准空间，进行3 mm×3 mm×3 mm重采样，采用6 mm半高全宽进行平滑，去线性漂移及滤波(0.01～0.08 Hz)，为减少BOLD信号波动，回归脑白质和脑脊液信号及6个头动参数文件。

1.4BOLD分析 采用REST软件进行数据分析。将受试者的灰质图像平均至标准化灰质模板，其左右镜像图再平均至特定对称模板，标准化的灰质图像经非线性回归到该对称的模板，为改善数据的正态性，大脑半球双侧对称体素经Pearson相关分析(Fisher-Z转换)获得最终VMHC值。最终结果与REST viewer软件中Ch2bet模板叠加，并采用brainnet软件呈现。设定两组间有差异脑区的峰值点为ROI，利用REST软件提取其VMHC值。

1.5 统计学分析 采用SPSS 16.0统计分析软件。两组MoCa量表评分比较采用两独立样本t检验。两组VMHC比较采用REST软件进行两独立样本t检验，本研究结果采用Alphasim进行多重比较校正，以单体素P<0.01，簇体积>40个体素为差异有统计学意义。各ROI的VMHC值与MoCa量表评分的相关性采用偏相关分析(控制年龄、性别)，并进行t'校正，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

JME组MoCa量表评分为(21.06±1.96)分，对照组为(27.89±2.12)分，差异有统计学意义(t=-4.296，P=0.025)。

2.1 两组VMHC比较结果 与对照组相比，JME组双侧尾状核、丘脑、额中回、额下回及枕中回VMHC值显著增加(Alphasim校正，P<0.01)；未出现VMHC显著减低脑区(表1，图1、2)。

2.2 JME组VMHC值与MoCa评分的偏相关分析 JME组仅双侧尾状核VMHC值与MoCa评分呈正相关(r=0.43，P=0.015；图3)，其余有差异脑区的VMHC值与MoCa评分均无相关性(P均>0.05)。

3 讨论

IGE是一组以全身强直阵挛、肌阵挛以及失神发作为临床特征的癫痫综合征。JME是IGE中的一种与年龄相关的常见亚型，约占癫痫的4%～11%[7]，临床特征以肌阵挛、强直-阵挛发作为主，偶尔可伴失神发作[8]。JME发病原因至今未明，因EEG异常多位于双侧额叶区域，故既往多认为是额叶病变所致。随着神经影像学的发展，近年来，有学者[9-10]发现JME患者存在皮层及皮层下脑区的损伤，为JME的发病机制研究提供了新的证据。

表1 与对照组比较，JME组VMHC增加的脑区

图1 与对照组相比，JME组VMHC分析结果 红色表示VMHC显著升高脑区(Alphasim校正，P<0.01)

图2 与对照组相比，JME组VMHC分析结果的三维图 A～D.分别为冠状位前视图、冠状位后视图、矢状位右视图、矢状位左视图 红色表示VMHC显著升高脑区(Alphasim校正，P<0.01)

静息态fMRI技术目前已被广泛应用于神经性疾病的研究，其可反映脑的自发神经元同步活动及神经生理过程，并用于对精神分裂症[11]及帕金森病[12-13]等的研究。目前多数关于JME的静息态fMRI研究均发现丘脑—皮层环路的损伤[9，14]，为JME的发病机制的研究提供了影像学证据。VMHC可检测两侧大脑半球每个镜面对称的体素间功能连接情况，不仅是反映大脑内在功能体系结构特征的重要方法，还是反映两侧大脑半球间如认知和行为等综合性脑功能的重要手段[15]，VMHC的增高与癫痫易化有关，可以反映癫痫的致痫灶。目前，鲜见VMHC应用于JME的报道，本研究采用VMHC技术观察JME患者两侧大脑半球间RSFC的异常改变，以及连接强度与认知之间的相关性。

图3 JME组双侧尾状核VMHC值与MoCa评分的相关性分析

本研究发现双侧尾状核、丘脑、额中回及额下回功能的异常，与前期低频振幅(amplitude of low-frequency fluctuation， ALFF)研究[16]及局部一致性(regional homogeneity，ReHo)研究[17]一致。吕贵文等[18]提出IGE患者存在基底核—丘脑—皮层环路的损伤，本研究也发现基底核—丘脑—皮层环路中多个脑区之间功能连接的异常。目前认为纹状体(尾状核和壳核组成)的病理改变导致该复杂环路的功能失调，该环路的损伤是直接通路(联系纹状体投射至黑质网状部)和间接通路(联系纹状体投射至苍白球)变性的结果，同时也是前额叶皮质发生病理改变的结果[19]。本研究发现基底核的功能异常位于双侧尾状核，提示基底核可能参与JME的调控。基底核有两个主要的输入核团：纹状体和底丘脑，尾状核主要接收来自大脑额叶皮层的信息传入，然后将信息传递至输出核团(内、外侧苍白球)，最后经丘脑中继站投射回额叶皮层[19]。神经递质γ氨基酸存在于纹状体，该抑制性递质可由基底核输出至丘脑，因此基底核异常代谢变化可能引起丘脑及额叶活动性异常增高。JME患者的双侧尾状核与MoCa评分存在正相关，提示JME患者双侧尾状核的功能异常与认知障碍相关。Rektor等[20]对癫痫手术患者的160个位点进行认知电位记录，发现处理感觉及运动的认知电位在基底核中产生，可以解释JME患者双侧尾状核的功能异常与认知障碍的关系。本研究发现双侧枕叶VMHC异常；Jiang等[17]关于JME的ReHo研究也发现双侧枕叶ReHo值的异常；吕贵文等[18]关于IGE疾病的ALFF研究中也发现双侧枕叶ALFF值减低，可能与默认网络(default mode network， DMN)有关，双侧枕叶VMHC功能的异常，提示JME患者在静息状态下DMN存在异常。

本研究的不足：①样本量偏少，可能存在统计学误差；②人脑并非完全对称，且有偏侧优势的个体差异；③VMHC观察双侧大脑半球间的连接，然而大脑半球内与大脑半球间也可能与功能连接有关。

总之，本研究采用VMHC技术研究JME患者静息态下大脑半球的连接情况，结果显示JME患者存在基底核—丘脑—皮层环路中多个脑区之间功能连接的异常，且双侧尾状核异常可能与认知障碍有关。今后的研究可以考虑人脑的偏侧特性及大脑半球内及半球间的关系，联合更多的神经影像学方法，为JME的发病机制研究提供影像学证据。

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Preliminary study of voxel-mirrored homotopic connectivity in juvenile myoclonic epilepsy patients

RENGuozheng1,LYUGuiwen2*,CHENShaowu1,LEIYi2
(1.DepartmentofRadiology,theFirstPeople'sHospitalofPingdingshan,Pingdingshan467000,China；2.DepartmentofRadiology,ShenzhenSecondPeople'sHospital,theFirstAffiliatedHospitalofShenzhenUniversity,Shenzhen518035,China)

Objective To observe dysfunctional connectivity in juvenile myoclonic epilepsy (JME) patients with voxel-mirrored homotopic connectivity (VMHC) technology, and to explore the correlation between connective strength and cognition. Methods Totally 21 JME patients (JME group) and 21 matched healthy volunteers (control group) underwent resting-state BOLD MR examination. The data of BOLD were analyzed using DPASFA of DPABI software, and VMHC was analyzed by REST software, the correlation between the values extracted from dysfunctional brain regions and Montreal cognitive assessment (MoCa) scores was investigated. Results Compared with control group, VMHCs of the bilateral caudate nucleus, thalamus, frontal gyrus, inferior frontal gyrus and occipital gyrus significantly increased in JME group (Alphasimcorrection,P<0.01); VMHCs of bilateral caudate nucleus in JME group was positively correlated with MoCa scores (r=0.43,P=0.015). Conclusion Multiple brain regions of dysfunctional connectivity in basalganglia—thalamocortical circuit are found in JME patients, and bilateral caudate nucleus may be associated with cognitive disorders of JME patients.

Epilepsies, myoclonic； Adolescent; Epilepsy, generalized； Voxel-mirrored homotopic connectivity

任国政(1981—)，男，河南鲁山人，硕士，主治医师。研究方向：MR诊断。E-mail： renguozheng521@126.com

吕贵文，深圳市第二人民医院 深圳大学第一附属医院放射科，518035。E-mail: peterlgw@163.com

2016-09-10

2016-12-07

10.13929/j.1672-8475.201609017

R742.1; R445.2

A

1672-8475(2017)02-0097-05