前庭性偏头痛患者脑皮层形态学研究

折霞 张小玲 高洁 张东升 汤敏 严雪娇 白伏霞 陈丽 张沥

前庭性偏头痛（vestibular migraine，VM）是一种常见的反复发作性眩晕疾病［1,2］，多发生于女性［3］，严重眩晕和偏头痛致使患者丧失劳动力。既往基于体素形态学分析发现前庭性偏头痛患者存在皮层体积的异常， 皮层厚度可特异性地反映VM 患者皮层形态的改变， 本研究基于表面形态学分析VM 患者脑皮层厚度异常改变， 以及探讨这些皮层厚度异常改变的临床意义， 为进一步探讨VM 可能的神经病理机制提供依据。

资料与方法

1.临床资料

选择 2016年6月～2018年10月陕西省人民医院眩晕门诊患者 20 例，其中男2 例，女18 例，年龄 23～58 岁，平均（38.80±11.34）岁，病程为 12～456 个月，平均病程（106.05±111.84）个月。其中 5例为视觉先兆型偏头痛，15 例为无先兆型偏头痛。患者的基本资料见表1。入组标准符合国际头痛协会（第3 版）与Baran 学会前庭疾患分类委员会关于 VM 诊断标准［4,5］：（1）至少发 作 过 5 次 中度或重度的前庭症状， 每次持续 5 min～72 h。（2）现在或既往有先兆型/无先兆型偏头痛病史。（3）至少有一半以上的发作与以下三项偏头痛特征中的至少一项相关： ①头痛至少有以下特征中的两项：位置为单侧、搏动性、中度或重度头痛、日常体力活动可加重；②畏光、畏声；③视觉先兆。（4）没有更好的其他前庭疾病或ICHD 的诊断来解释。排除标准：（1）其他类型眩晕；（2）合并有心脑血管疾病及其他内科疾病；（3）有药物或酒精成瘾或滥用史；（4）有 MR 检查禁忌证；（5）左利手；（6）既往有神经、精神疾病、平衡障碍疾病或其他系统颈部的病史；（7）颅脑外伤史；（8）妊娠试验阳性。

正常对照组为同期到我院体检中心进行健康体检的健康志愿者，共20 名（体检报告正常），与病例组患者的年龄、性别、受教育程度均相匹配，年龄 21～57 岁，平均（37.60±11.84）岁。均无头痛家族史。排除标准：（1）无颅脑外伤史；（2）无神经精性神疾病 ；（3）无 MR 检查禁忌证；（4）妊娠试验阳性。本研究经过陕西省人民医院伦理委员会批准，受试者均签署了知情同意书。

2.检查方法

所有患者在 VM 发作间歇期（发作3～7 d）进行 MRI 扫描， 采用 Philips Ingenia 3.0 T 超导 MR磁共振扫描仪，采用头颅专用16 通道线圈。高分辨T1WI 为全脑矢状位成像，扫描参数：快速梯度回波序列， 翻转角 9°，TR 1900 ms，TE 2.26 ms，TI 900 ms，矩阵 256×256，层厚 1 mm，无间隔 ，体素1.0 mm×1.0 mm×1.0 mm， 视野 256 mm×256 mm，带宽 200 Hz。

3.图像预处理及分析

所有被试者数据均在Matlab（2014）平台，采用 SPM 12 软 件 的 CAT 12 工 具 箱 （http://dbm.neuro.uni-jena.de/cat12/） 对脑结构数据进行自动化预处理，完成3D-T1WI 图像皮质表面的重组［6］：（1）配准和标准化：3D-T1WI 图像空间配准到蒙特利尔神经病学研究所标准解剖空间。（2）分割：将配准后的3D-T1WI 图像分割为灰质、 白质和脑脊液，并对分割后的灰质图像进行强度的校正。（3）自动化重组脑表面，包括皮质表面配准、折叠表面的膨胀曲面细分和拓扑学缺陷的自动校正。（4）图像质量控制：检查所有图像的同质性。（5）空间平滑，平滑核大小为15 mm，目的提高图像信噪比。

4.统计学分析

预处理理完毕后的VM 组和正常对照组皮层厚度图像用CA12 工具箱建立基于表面的线性模型，进行模型的参数估计，然后两组间皮质厚度差异进行两样本t 检验，年龄、性别、受教育程度作为统计协变量，统计学显著水平设为P＜0.05。

用SPSS 20.0 进行相关分析，对患者组临床参量（疾病病程、发作频率、头痛强度、偏头痛残疾程度评估问卷、头痛影响测试、分数与异常的皮层厚度脑区进行Pearson 相关性分析，年龄、性别、受教育程度作为统计协变量， 统计学显著水平设为P＜0.05。

结 果

1.一般资料结果

VM 组与正常对照组在年龄、性别、受教育年限方面差异均无统计学意义（P＞0.05）（表1）。

表1 前庭性偏头痛组与正常对照组一般资料比较

2.灰质体积比较

VM 患者的左侧舌回、额下回岛盖区、右侧额上回、颞上回、距状旁回、舌回、额下回岛盖区及三角区皮层厚度与正常对照组相比减少， 差异有统计学意义（P＜0.05，FDR 校正）（表2，图1）。右侧额上回皮层厚度与疾病病程呈负相关（r=-0.065，P=0.002）（图2）。

讨 论

图1 VM 组较正常对照组皮层厚度减低脑区分布（P＜0.05，FDR-corrected）

图2 右侧额上回皮层厚度与疾病病程相关关系（P＜0.05）

表2 VM 患者皮层厚度减低脑区

CAT12 是一种简单、 易操作的皮层厚度处理方法，较基于体素形态学测量（VBM）能更好反映局部皮质结构的改变。因此，本研究采用基于表面的皮层厚度分析方法对VM 患者进行全脑皮层厚度分析，客观、敏感地评估患者脑组织结构形态学异常。研究发现VM 患者左侧舌回、 额下回岛盖区、右侧额上回、颞上回、距状旁回、舌回、额下回岛盖区及三角区皮层厚度较正常对照组减少，且右侧额上回皮层厚度与疾病病程呈负相关。提示VM 患者存在广泛的皮层厚度异常， 长期和反复发作的的眩晕和偏头痛可能导致了皮层结构的异常改变， 这一发现将为VM 的神经病理机制提供的影像学依据。

目前，有关VM 患者脑灰质体积的研究较多，其中 Obermann 等［7］应 用 VBM 方法发现 VM 患者颞叶、前额叶、扣带回、顶叶、岛叶、枕叶灰质体积减小，相反，最近一项VBM 方法研究发现VM 患者额叶、枕叶灰质体积增加［8］。而前期 VBM 研究也发现VM 患者存在广泛的脑灰质体积减少，主要位于额叶、顶叶、岛叶、中央沟盖区［9］。针对偏头痛患者皮层厚度研究发现皮层厚度增加脑区主要位于躯体感觉皮层、视觉皮层、额叶、颞枕叶皮层； 皮层厚度减低脑区主要位于躯体感觉皮层和额叶［10-12］。本研究发现前庭性偏头痛多个脑区皮层厚度减低，主要位于额上回、舌回、距状旁回、颞上回、额下回岛盖区及三角区，提示前庭性偏头痛脑结构存在异常， 与之前偏头痛皮层厚度研究部分一致。一项荟萃分析认为前额叶是偏头痛结构变化相关的最关键脑区［13,14］，本研究也发现 VM患者前额叶多个脑区存在皮层厚度异常。以往研究认为前额叶皮层参与人体的情感、学习、认知、记忆等功能，可以接收疼痛相关脑区（初级躯体感觉皮层、前扣带回、次级感觉皮层、脑岛和丘脑等）的感觉信息并具有调节脑内镇痛的作用［15-19］，故前额叶皮层厚度受损可能会引起该区相应功能的改变。相关性分析发现额上回皮层厚度与疾病病程呈负相关， 揭示反复发作的偏头痛和眩晕会造成该区的累积损伤，从而加重患者疼痛，表明额上回皮层厚度可以作为VM 脑损伤的一个潜在生物学指标。而颞叶皮层参与多感觉信息整合加工，VM 患者颞叶皮层厚度变薄可能导致其多感觉处理异常， 影响疼痛信息的加工和感觉信息的整合能力，从而表现可能放大视觉（畏光）、听觉（畏声）或嗅觉等刺激［20,21］。另外研究也发现距状旁回及舌回皮层厚度变薄，可能在反复头痛、眩晕或疾病进展过程中会累及多个疼痛处理脑区出现结构异常， 进而导致VM 患者表现为临床症状复杂的神经系统疾病。

本研究的局限性：首先，样本量较少，其次，研究方法单一。未来会联合多种影像学分析方法分析VM 患者脑结构和功能的异常。