左侧颞叶癫痫患者颞叶以外白质的磁共振扩散张量成像分析

商观锋，李复焱，王迪

癫痫是大脑神经元过度或同步活动异常引起脑功能障碍的慢性神经系统疾病[1-2],是最常见的神经系统疾病之一。全世界大约有9 000万人受到影响，我国约有1 000万癫痫患者，每年有45万以上的新发癫痫患者[3]。颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy，TLE)占难治性癫痫的70%～80%[4]。大量研究发现TLE对颞叶以外白质具有破坏作用[5-6]。有研究显示癫痫对于丘脑内侧具有破坏作用，导致丘脑内侧出现显著萎缩，癫痫还能够破坏脑白质纤维结构致脑白质减少，造成患者认知功能的障碍[7]。

目前公认常规MRI检测TLE器质性病变最敏感、最有价值，MRI是癫痫的常用影像学检查方法，对大脑结构及功能的显示具有重要作用。磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imagine，DTI) 是利用弥散加权成像技术改进和发展的一项新技术，利用水分子的弥散各向异性进行成像，可以对细胞内水分子的运动及白质纤维束进行评价[8]，测量脑白质纤维束的平均扩散率(mean diffusivity,MD)、扩散方向包括各向异性分数或称部分各向异性(fractional anisotraphy,FA)，从分子和细胞水平评定组织细胞的病理变化过程。本研究测量TLE患者颞叶以外白质区DTI所测参数各值，并与正常组进行比较，分析其与癫痫患者严重程度评分相互变化的关系，为临床预防和治疗癫痫提供帮助。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取贵州医科大学第二附属医院2020年12月至2022年5月收治的TLE患者30例作为观察组，纳入标准：(1)依据国际抗癫痫联盟(International League Against Epilepsy，ILAE)2017年癫痫分类诊断标准对患者进行分类；(2)依据临床病史和脑电图(EEG)诊断为左侧颞叶癫痫；(3)病程超过1年，经抗癫痫药物治疗后发作仍得不到有效控制，发作频率≥1次/月；(4)无抵触情绪，配合操作者。排除标准：(1)脑外伤、脑肿瘤、颅内感染、血管畸形及其他影响认知功能的精神疾病者；(2)系统性免疫缺陷症、免疫紊乱及代谢类疾病者。选取同期健康志愿者30例作为正常对照组，入组标准：男性健康志愿者、无酗酒史、脑内无异常血管畸形、无颅脑外伤及其他神经系统疾病、无MRI检查禁忌症者。本研究征得患者及家属知情同意并签字，并经本院伦理委员会审查通过。

1.2 检查方法

MRI检查采用 GE signa HDxt 3.0 T 超导磁共振扫描仪，头颅8通道相控振线圈。头颅常规 MRI检查包括：T1WI、T2WI序列及 DWI 序列，扫描参数：T1WI为TR 480 ms，TE 24.5 ms ，TI 1 740 ms,矩阵 320×320，层厚5 mm，层间距0 mm，FOV 320 mm×320 mm。 T2WI为TR 7 600 ms ，TE 94 ms ，TI 2 022.0 ms ，矩阵256×256，层厚5 mm，FOV 320 mm×320 mm。FLAIR为TR 8 402 ms,TE 127 ms ,TI 2 100 ms,矩阵 320×320，层厚5 mm，层间距0 mm，FOV 320 mm×320 mm。DWI为TR 3 100 ms ，TE 80 ms ，矩阵 256×256，层厚5 mm，层间距0 mm ，FOV 320 mm ×320 mm，NEX 2次。DTI 采用单次激发自旋回波平面成像 (SE-EPI)序列 ，扫描参数为 TR 8 000 ms，TE 84.5 ms，矩阵 256×256，FOV 230 mm×230 mm，扩散敏感梯度方向数 15个，层厚 5 mm，层间距0 mm ，NEX 2 ，b 值为0 、1 000、 2 000 s/mm2，采集时间为300 s。

1.3 图像后处理

使用ADW 4.0工作站对数据进行分析处理，在DTI 参数图上于白质区、丘脑区连续3个层面放置感兴趣区(region of interest ，ROI)，每个区域测量3次，取其平均值，ROI面积为 10～15 mm2。由 2 位主治以上放射科医师对观察组和对照组分别测量丘脑、内囊、外囊及额顶颞枕白质区的MD、FA值，取2次测量的平均值。详见图1。

注：a和c为FA彩图(图中圆圈示意所测感兴趣区域)，b为MD彩图(图中圆圈示意所测感兴趣区域)，d～f为FA非彩图，g～i为MD非彩图。图1 受试者的MRI检查脑区区域图

1.4 观察指标

1.4.1 认知功能检测

采用中国修订版韦氏成人智力量表(WAIS-RC)进行认知功能测试，检测指标：语言智商(verbal intelligence quotient,VIQ)、操作智商(performance intelligence quotient,PIQ)及总智商(full-scale intelligence quotient,FIQ)。分数越低，说明认知功能受损越严重。

1.4.2 癫痫严重程度判定

采用国立医院癫痫严重程度量表(national hospital seizure severity scale,NHS3)判定癫痫严重程度，依据全身性惊厥、摔倒、受伤、大小便失禁、意识丧失、恢复时间及自动症等7个指标进行分类评分，每个类型按照严重程度分为1～4分，然后各类型分值相加，分值越高说明癫痫发作程度越严重。

1.4.3 DTI指标收集

收集观察组患者与正常对照组受试者的丘脑、内囊、外囊、放射冠及半卵圆中心DTI各值(MD、FA)。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 临床基线资料

本研究纳入左侧颞叶癫痫患者30例，均为男性。病程超过1年，经抗癫痫药物治疗后发作仍得不到有效控制，发作频率均≥1次/月，年龄33～68岁、平均(48.3±0.6)岁。

对照组：健康成年男性30例，无酗酒史，脑内无异常血管畸形，无颅脑外伤及其他神经系统疾病，年龄30～65岁、平均(46.2±0.5)岁。

2.2 观察组与正常对照组认知功能评分比较

观察组与正常对照组在认知功能评分方面比较，差异有统计学意义(P<0.05)。结果详见表1。

表1 观察组与正常对照组认知功能评分比较分]

2.3 观察组与正常对照组颞叶外脑区FA值比较

观察组患者与正常对照组受试者颞叶外各区域脑白质纤维束的FA值比较，只有右侧丘脑区差异无统计学意义(t=2.435,P>0.05),其余各区域观察组FA值均小于正常对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。结果详见表2。

表2 观察组与正常对照组FA值比较

2.4 观察组与正常对照组颞叶外脑区MD值比较

观察组患者与正常对照组受试者颞叶外各区域脑白质纤维素的MD值比较，右侧丘脑区差异无统计学意义(t=2.271,P>0.05),其余各区域观察组MD值均高于正常对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。结果详见表3。

表3 观察组与正常对照组MD值比较

2.5 癫痫患者颞叶外脑区FA值和MD值与癫痫严重程度的相关性

癫痫患者颞叶外白质各区域FA值与癫痫严重程度呈负相关(P<0.05)，MD值与癫痫严重程度呈正相关(P<0.05)。结果详见表4。

表4 观察组患者颞叶外脑区FA值和MD值与癫痫严重程度的相关性分析

3 讨论

TLE临床比较常见，病灶常常起源于颞叶，以颞叶病灶异常放电为主要特征，甚至扩散到大脑的其它脑区[9]。癫痫患者普遍存在认知功能缺陷，包括智力、语言、注意力及精神方面等存在缺陷。认知功能障碍是癫痫患者的常见伴随症状，有研究显示认知功能障碍与脑白质改变有关，猜测是由于癫痫破坏了皮质下较高密度的连接皮质间的纤维，而认知功能主要依赖于大量脑白质中的联合纤维束，从而造成癫痫患者的认知功能障碍[10]。

DTI是一种可以观测脑白质纤维束的新技术[11]，通过测定特定方向的扩散行为对脑组织的白质纤维束进行评价[8，12]。由于组织的类型、完整性、结构及组织屏障，水分子在不同组织的扩散是不同的，DTI通过对水分子扩散运动的监测，可以测出所在组织水分子扩散运动的方向和数量，从而得出各向异性的信息。通过DTI分析，可以得出每个体素的分子扩散速率即MD，其可反映分子弥散水平和弥散阻力的整体情况，它只表示弥散的大小，而与弥散的方向无关[13]。扩散方向包括各向异性分数或称FA，FA值反映水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例，以及扩散张量的各向异性程度。FA可能是脑白质完整性受损更敏感的标记,在大脑的任何部分可以客观地识别异常的脑白质，其可以反映异常的轴突和髓鞘[14-15]。

TLE常见的病因有海马硬化、局灶性皮质发育不良、脑肿瘤、脑内血管畸形及脑梗死等[2,16],其中海马硬化合并局灶性皮质发育不良最常见[17]。有研究发现，只有20%～30%的TLE患者MRI可见器质性病变[4]。除了海马等器质性病变之外，大量研究表明，颞叶外脑区白质也存在着异常改变[5-6]。

DTI可测量脑白质区域的各向异性的改变[18]，反映组织结构的完整性和连续性，是目前用于活体进行水分子扩散测量并观察白质纤维束结构改变的很好的方法[19]。Rugg-Gunn等[20]对常规MRI阴性的癫痫患者进行DTI研究，发现近30%的患者MD异常增加。张泉等[21]发现TLE患者胼胝体压部、内囊后肢及外囊的MD值显著高于正常人。胼胝体膝部、压部、内囊前肢及外囊的FA值显著低于正常人。本研究中癫痫患者丘脑、内外囊、放射冠及半卵圆中心白质区域MD值均高于正常对照组，FA值均低于正常对照组，差异有统计学意义，这说明癫痫对脑白质纤维结构具有破坏作用，脑内长期的异常电活动即反复的癫痫发作造成脑组织的微环境改变，进而脑组织微观结构出现损伤，如轴突变性、髓鞘脱失及细胞外水肿等，病变处的水分子弥散运动因此发生了变化[22]。

本研究中观察组患者脑白质MD、FA值与正常对照组比较均具有明显的不同，并不仅仅限于一侧大脑半球，而是涉及双侧大脑半球。有研究发现，TLE患者DTI参数异常并不仅局限于颞叶结构，颞叶外白质结构亦可发生异常，而且呈双侧分布[23-24]。这说明TLE的影响分布于整个大脑，这是由于患侧的异常放电经过相连接的白质纤维到达对侧，不仅引起局部和邻近区域的神经元异常，还使对侧的脑组织结构发生了改变[25]。本研究中Pearson相关检验显示观察组患者脑白质MD值与癫痫严重程度呈正相关，FA值与癫痫严重程度呈负相关，差异有统计学意义，提示癫痫患者脑白质改变与癫痫严重程度有关，可能是癫痫发生、发展的重要影响因素。

综上所述，观察组患者丘脑、内外囊、放射冠及半卵圆中心白质区域MD值均高于正常对照组，FA值均低于正常对照组，颞叶外白质异常改变与癫痫严重程度相关，TLE患者颞叶外白质结构的改变对于癫痫的发生发展至关重要，应引起临床的重视。