3D-ASL灌注成像和血清Hcy、NPY水平与癫痫患者病情及认知功能的相关性探究

丁芳芳，杨素君，高云云，王巍巍

邯郸市中心医院，河北 邯郸 056000

癫痫是临床第二常见中枢神经系统疾病，长期癫痫发作可严重损害患者意识状态及认知功能。国外资料显示，30.0%～40.0%癫痫患者可能合并认知功能障碍[1]，而国内也有研究认为，成人癫痫患者智商低于临界值者占29.6%，其中智力受损者占19.7%[2]。正电子发射型计算机断层显像(PET)、单光子发射型计算机断层显像(SPECT)技术等是目前癫痫诊断常用手段，但其需注射造影剂，可引发放射辐射损伤，在临床应用中受到一定限制。三维动脉自旋标记技术(3D-ASL)灌注成像的出现能有效克服上述不足，现已逐渐应用于中枢神经系统。另外，现代神经生物学研究表明，神经元凋亡及炎症反应是诱导癫痫反复发作的重要病理因素[3]，而同型半胱氨酸(Hcy)可通过多种途径调控细胞因子分泌及细胞凋亡；神经肽(NPY)在海马神经元放电生理过程中具有重要价值。然而既往临床研究多侧重于3D-ASL灌注成像、血清Hcy、NPY在癫痫反复发作中的诊断价值，较少研究其与癫痫患者认知功能障碍发生的关系。为此，本研究尝试综合分析上述三者与癫痫病情程度、认知功能的相关性。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2016年1月～2018年1月于我院就诊的108例癫痫发作患者作为研究组，其中男62例、女46例，年龄20～35岁，平均(26.64±3.27)岁；纳入同期82例健康体检者，设为对照组，其中男47例、女35例，年龄19～37岁，平均(26.83±3.58)岁。纳入标准：(1)研究组均经临床诊断和脑电图、CT、磁共振成像等影像学检查，证实为癫痫；(2)对照组无癫痫史、先天性或后天性中枢神经系统疾病史、脑外伤、脑血管意外等及各种脑部器质性疾患；(3)本研究经我院医学伦理委员会审批同意，所有研究对象均签署知情同意书。排除标准：(1)中枢神经系统感染、颅内占位性病变者；(2)进行性神经损伤所致迟发性脑病者；(3)急慢性脑血管疾病者；(4)既往有颅脑手术史、头部严重创伤史者；(5)经头颅磁共振成像、CT等影像学检查结果显示除海马硬化外伴有明显结构性异常者；(6)存在3D-ASL灌注成像检查禁忌者；(7)阿尔兹海默症或精神行为异常者。

入院后，通过仔细查阅患者病历资料，设计临床研究表，调查癫痫发作患者发作类型、发作频率、痫性放电、发作持续时间、用药种类、癫痫家族史、癫痫持续史、受教育程度等基线资料。

1.2 方法

1.2.13D-ASL灌注成像检查

(1)主要仪器及检查前准备。应用3.0T HDxt型超导磁共振扫描仪(购自美国GE公司)。清除所有研究对象身上手机、项链、皮带等金属性物质，并以海绵垫固定头部，保持头部制动以减少图像运动伪影，并以软耳塞塞住外耳以减少噪音，扫描范围囊括整个大脑。

(2)扫描序列。①常规T2-FLAIR：运用反转恢复快速自旋回波序列，层厚5 mm，层距1.5 mm，重复时间/回波时间(TR/TE)为7800 ms/165 ms，TI为2100 ms，矩阵288×224，视野(FOV)240 mm×240 mm，激励次数(NEX)1次，采集20层，扫描110 s。定位线平行于前后联合连线。②三维MR颅脑容积成像(3D-BRAVO)序列：运用3D扰相梯度回波序列，层厚1.0 mm，层距0.0 mm，TI为450.0 ms，TR/TE为7.8 ms/3.0 ms，Flip angle为15°，FOV为256 mm×256 mm，采集146层，扫描208 s。③ASL功能像：运用3D-PCASL技术，层厚4.0 mm，层距0.0 mm，TR/TE为4599 ms/9.8 ms，TI为1525 ms，FOV为256 mm×256 mm，Flip angle为90°，采集36层，扫描267 s。

(3)图像分析。预处理扫描所得脑灌注功能图像，并应用Dcm2AsiszImg转换软件转换原始图像格式。为消除同个体大脑形态、大小等差异，保证脑图中同一像素解剖位置相同，选取蒙特利尔神经研究院的152人类标准脑图谱为标准模板，将配准数据写入脑血流量(CBF)参数，并转换CBF数据至标准脑空间，采用6 mm半高全宽高斯核实施平滑处理。

1.2.2血清指标检测

空腹取6 mL静脉血，3000 r/min离心12 min(离心半径10 cm)，分离取血清，置于-70 ℃低温保存。采用全自动生化分析仪检测血清Hcy和NPY水平，仪器及配套试剂盒均购自瑞士罗氏公司，上述检测均严格按照仪器及试剂盒说明书操作。

1.3 观察指标

(1)比较两组患者的CBF、血清Hcy和NPY水平以及认知功能，其中认知功能采用简易智能精神状态检查量表(mini-mental state examination，MMSE)进行评估，总计0～30分，其中MMSE评分≥21分为轻度；MMSE评分10～20分为中度；MMSE评分≤9分为重度。

(2)比较研究组不同病情程度(癫痫发作类型、脑电图特征)患者的CBF、Hcy、NPY水平。其中脑电图特征采用16导联动态脑电图仪(型号：CMS4000型，购自上海晚成医疗器械有限公司)进行检测，其中α节律不稳定或不规则，未出现明显睁眼或抑制反应，β波幅升高，各区Q波活动增加，或过度换气时某个主要活动区Q波幅上升为轻度异常；α节律明显不对称，甚至活动区α节律消失，Q波出现弥散性活动，并伴有阵发性发作特征，过度换气后δ波幅成群升高为中度异常；Q波、δ波均出现弥散性活动，α波减慢或消失，通过诱发后δ波出现高波幅棘波、棘慢综合波、尖波等，或出现自发性阵发为重度异常。

(3)分析癫痫发作患者不同病情程度(癫痫发作类型、脑电图特征)与CBF、Hcy、NPY水平的相关性。

(4)比较研究组不同认知障碍患者的CBF、Hcy、NPY水平及基础情况。

(5)分析癫痫发生认知障碍的影响因素。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组患者的CBF、Hcy、NPY、MMSE评分

研究组CBF、MMSE评分低于对照组，血清Hcy、NPY水平高于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 两组患者的CBF、Hcy、NPY、MMSE评分

2.2 不同病情程度患者的三项指标比较

按发作类型，将观察组患者分为全面性发作患者和局限性发作患者，其中癫痫全面发作患者的CBF低于局限性发作患者，Hcy、NPY也高于局限性发作患者。按脑电图异常程度将观察组患者分为轻、中、重三组，其中脑电图重度异常者CBF低于脑电图轻、中度异常者，Hcy、NPY高于脑电图轻、中度异常者(P<0.05)。见表2。

表2 不同病情程度患者的三项指标比较

2.3 各指标与病情程度相关性

通过Spearman相关系数分析，可知癫痫发作患者的CBF和Hcy、NPY水平与癫痫发作类型、脑电图特征具有一定相关性(P<0.05)。见表3。

表3 各指标与癫痫发作病情程度相关性

2.4 不同认知障碍患者各指标及基础情况的比较

不同认知障碍患者的CBF、Hcy、NPY、发作类型、发作频率、痫性放电、发作持续时间、用药种类、癫痫家族史、癫痫持续史、受教育程度相比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表4。

表4 不同认知障碍患者各指标及基础情况的比较

2.5 癫痫发作患者各指标与认知功能相关性

癫痫发作患者CBF与认知障碍呈正相关，Hcy、NPY与认知障碍呈负相关(P<0.05)。见图1。

图1 癫痫发作患者各指标与认知功能的相关性

2.6 癫痫患者认知功能障碍的影响因素

以癫痫患者认知障碍作为因变量，病程、发作频率、发作类型、痫性放电、发作持续时间、用药种类、癫痫持续状态史、受教育程度、CBF、Hcy、NPY作为自变量纳入Logistic回归分析，结果显示，病程、发作频率、发作类型、痫性放电、发作持续时间、用药种类、癫痫持续状态史、受教育程度、Hcy、NPY是癫痫认知障碍的相关危险因素，CBF是癫痫认知障碍的保护因素(P<0.05)。详见表5。

表5 癫痫认知障碍的影响因素

3 讨论

有研究表明[4]，癫痫患者大脑致痫灶所在区域长期反复异常放电，可损伤神经元，继而引发脑皮质等相应脑区微观结构改变，诱发代谢下降及灌注降低或不足征象。3D-ASL灌注成像通过示踪剂稀释原理，可定量测量CBF，有效反映组织器官活性及功能等重要信息。本研究数据表明，癫痫患者CBF呈异常低的状态，提示癫痫患者脑区可能存在灌注不足，结合赵旭等[5]研究推测其可能与长期癫痫波异常放电而导致相应脑区神经元及脑结构损伤有关。另外，胡瑞红等[6]研究指出，脑电图是目前临床监测癫痫发作患者脑功能主要手段。而本研究通过Spearman相关性分析可知，癫痫发作患者CBF与发作类型、脑电图特征存在一定相关性，与钟华[7]研究结果相似，机制可能是癫痫全面性发作可导致灌注异常脑区不对称、分布较分散、无明显规律性，并通过脑网络扩散至远处脑区，进而损伤脑网络结构中其他脑区，加重脑电图异常程度。进一步研究还发现，CBF水平过度下调可能增加癫痫发作患者认知功能障碍发生风险。海马区CBF灌注不足可能导致局部脑组织缺血，进而造成脑血流优先分布，最终导致癫痫发作患者海马成为选择性易损区，这可能是癫痫持续状态晚期海马硬化、认知功能障碍发生的重要原因之一。

Chandrasekaran等[8]研究已证实，高Hcy血症是癫痫发作的独立危险因素。本研究通过全自动生化分析仪检测发现，血清Hcy水平在癫痫发作患者体内呈异常高状态，并随全面性发作、脑电图异常程度加重呈明显上升趋势。结合闻红斌[9]研究推测，Hcy水平升高一方面通过激活N-甲基-D天门冬氨酸受体、谷氨酸代谢型受体，可刺激脑内皮细胞神经传导，提高内皮细胞膜通透性，损伤神经兴奋性，诱导癫痫发作；另一方面其还能增加神经细胞因子分泌，进而引发癫痫全面性发作，加重脑功能损伤。既往研究显示，高Hcy血症是阿尔海默病患者认知功能减退的独立危险因素[10]。而本研究指出，血清Hcy高表达更易加重癫痫发作患者认知功能障碍，这可能与Hcy水平升高可产生过氧化氢及自由基，进一步刺激血管内皮，引发患者脑器质性功能性损伤，加重中枢神经系统损害存在相关性。

杨春宇等[11]研究显示，兴奋性与抑制性神经递质失衡可能是癫痫发作的主要机制之一。本研究结果发现，血清NPY在癫痫发作患者中过度上调，与陈钰湘等[12]研究观点基本一致，并与发作类型、脑电图特征有关，分析机制在于NPY过度上调不仅可促进海马区神经释放大量谷氨酸，增高神经元兴奋性，增加神经放电活动频率；还可通过抑制钙离子通道，促进丘脑神经慢波释放，参与癫痫发作。本文进一步经Logistic回归分析，证实NPY水平升高是癫痫认知障碍的独立危险因素，这可能是由于NPY水平升高可能增加癫痫发作频率，延长发作时间，抑制神经元局部细胞膜钠离子、钾离子通道开放，降低神经元细胞阈电位，促进电冲动传导，导致患者脑损伤程度加重。

此外，受教育程度初中及以下也是癫痫认知障碍的独立危险因素，可能与具有较高教育程度的患者通常伴有更多认知功能储备，脑部功能活跃性更高，有助于抵抗癫痫发作所致认知功能损害。同时，本研究经Logistic多因素分析还可知，病程、发作频率、发作类型、痫性放电、发作持续时间、用药种类、癫痫持续状态史也是癫痫认知障碍的影响因素，故临床仍需明确上述因素，便于为选取合理有效诊疗方案、抑制认知功能障碍进程提供科学指导。

综上可知，CBF、血清Hcy和NPY与癫痫发作患者病情程度具有一定相关性，也是癫痫认知障碍的重要影响因素，早期共同检测3D-ASL灌注成像、血清Hcy、NPY，可为临床对癫痫的诊治、病情程度评估、预后改善提供循证指导。