原發(fā)全面強直陣攣性癲癇腦結構損傷網絡機制研究.pdf

1、本文內容從以下三部分進行論述：
　　第一部分原發(fā)全面強直陣攣性癲癇丘腦-皮層結構網絡重塑機制研究
　　目的：
　　本研究采用聯合結構形態(tài)學的皮層厚度分析及彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)技術對IGE-GTCS患者大腦皮層形態(tài)學改變的網絡組織模式進行研究，構建對應丘腦-皮層灰質SCN的白質纖維網絡基礎，探究IGE-GTCS腦結構形態(tài)學協(xié)同改變的病理生理機制。
　　材料和方法：

2、
　　66例IGE-GTCS患者和66例年齡、性別匹配的健康志愿者作為正常對照(healthy control，HC)納入本研究。使用德國西門子Magnetom Trio3.0T磁共振采集高分辨率T1結構數據及DTI數據。采用連接組計算機系統(tǒng)對高分辨率T1結構數據進行處理，通過圖像降噪、顱骨剝離、皮層重建、圖像配準得到受試者大腦皮層數據，平滑處理后供下一步使用。計算大腦平均皮層厚度，并利用丘腦模板分割得到每名受試者丘腦體積。采用兩

3、樣本t檢驗比較IGE-GTCS組及HC組丘腦體積及個體平均皮層厚度差異。利用Surfstat軟件，采用兩樣本t檢驗比較IGE-GTCS組及正常對照組皮層厚度腦圖差異;采用相關分析分別構建患者及正常人的丘腦-皮層灰質SCN，并比較兩組間差異，提取患者、正常人SCN及組間差異所涉及皮層腦區(qū)作為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)。利用PANDA軟件包，對所有受試者DTI數據進行處理，采用確定性追蹤的方法，追蹤丘腦至前一步

4、所提取的所有ROI間的白質纖維束，纖維數量(fiber number，FN)大于1則認為兩個節(jié)點間存在白質纖維連接，計算該纖維束平均各向異性分數(Fractional anisotropy，FA)。采用兩樣本t檢驗比較組間組間FN及FA值差異，及丘腦-皮層厚度相關腦區(qū)與丘腦-皮層白質纖維構成比差異。
　　結果：
　　IGE-GTCS組丘腦體積(14793.68±1467.82mm3)明顯小于HC組(15794.79±1500

5、.38，P＜0.05)。IGE-GTCS組全腦平均皮層厚度(2.45±0.09mm)與HC組(2.47±0.09)差異無統(tǒng)計學意義(P=0.226)。兩組間皮層厚度腦圖比較結果:IGE-GTCS組較HC組雙側前扣帶回、中央前回、眶額部皮層、顳極，及右側中央后回等腦區(qū)皮層厚度下降;雙側后扣帶回、楔前葉及枕中回皮層厚度增加。IGE-GTCS組中，大腦皮層厚度與丘腦體積呈正相關關系的腦區(qū)大體位于雙側顳中回、梭狀回以及海馬區(qū);呈負相關相關的腦區(qū)

6、大體位于雙側前扣帶回、額中回及中央后回。在HC組中，大腦皮層厚度與丘腦體積呈正相關關系的腦區(qū)大體位于雙側顳上回及顳下回，左側中央后回，右側前扣帶回、內側額上回;呈負相關關系的腦區(qū)主要位于左側楔葉、楔前葉，右側枕中回、頂下小葉，雙側海馬及海馬旁回。IGE-GTCS患者相較于正常人，丘腦體積-皮層厚度相關趨勢上升的腦區(qū)主要位于左側舌回、楔葉、楔前葉、顳下回，右側顳上回、中央前回、中央后回、海馬及海馬旁回。相關趨勢下降的腦區(qū)主要位于雙側內側前

7、額葉及背外側前額葉。丘腦-皮層IGE-GTCS組平均FA值降低的纖維束共有4束，分別由丘腦連至左側海馬及海馬旁回，右側海馬及海馬旁回，右側島葉，左側邊緣葉及舌葉;其中IGE-GTCS組丘腦理解左側邊緣葉及舌葉纖維束FN值較HC組降低。
　　結論：
　　IGE-GTCS患者在疾病狀態(tài)長期影響下，發(fā)生了丘腦-皮層灰質SCN重塑，表現為丘腦及以額葉為主的大腦皮層萎縮，以頂、枕葉為主大腦皮層厚度增加，并且額葉與丘腦的相關趨勢降低。而

8、白質纖維網絡作為解剖學基礎，在一定程度上介導了IGE-GTCS灰質SCN的重塑。IGE-GTCS患者部分纖維束傳導性下降，則進一步提示丘腦-皮層白質纖維網絡損傷可能具有特異性，說明癲癇疾病導致的腦網絡病理生理改變可能存在更復雜的生物學機制。
　　第二部分原發(fā)全面強直陣攣性癲癇丘腦-皮層環(huán)路結構損傷及Granger因果效應研究
　　目的:
　　IGE-GTCS丘腦-皮層SCN分析發(fā)現，患者丘腦-皮層灰質形態(tài)學萎縮存在密切

9、相關關系，提示癲癇疾病狀態(tài)影響下特異腦區(qū)灰質結構的塑形。但是，這種腦區(qū)間灰質結構改變的因果關系，以及其與癲癇疾病進程之間的關系尚不明確。本研究引入Granger因果網絡分析技術，觀察隨著癲癇疾病的進展，丘腦癲癇源區(qū)灰質萎縮對其他腦區(qū)結構改變的影響。
　　材料和方法：
　　101名IGE-GTCS患者被納入本研究，另外納入了101名年齡、性別匹配的健康志愿者作為HC。使用德國西門子Magnetom Trio3.0T磁共振采集高

10、分辨率T1結構數據。采用DPARSF軟件對高分辨率T1結構數據進行預處理，通過計算機算法進行配準、分割、調制及平滑處理后得到每名受試者的灰質結構腦圖。采用兩樣本t檢驗對預處理后的灰質圖像進行組間比較。并對IGE-GTCS組受試者全腦灰質與病程進行基于體素的相關分析。根據組間兩樣本t檢驗的結果，提取IGE-GTCS組特異性腦損傷區(qū)域為ROI。將IGE-GTCS組所有被試按病程由短到長排序，病程相同的患者則按發(fā)作頻率由低到高排序。以上一步提

11、取特異性腦損傷區(qū)域為ROI，以病程為時間序列，采用基于系數的Granger分析方法，將ROI時間序列作為x(n)，全腦每一個體素的時間序列作為y(n)，計算Fx-y，最終得到ROI到全腦的Granger因果效應圖。
　　結果：
　　與HC組比較，IGE-GTCS組出現以右側丘腦、島葉，雙側內側前額葉、眶額部皮層及小腦半球為主的灰質體積下降，未發(fā)現灰質體積增加腦區(qū)。IGE-GTCS患者中與病程呈負相關關系的腦區(qū)主要有雙側丘腦、

12、海馬及海馬旁回、島葉、中央旁小葉、補充運動區(qū)及小腦半球，未發(fā)現正相關關系腦區(qū)。根據兩樣本t檢驗結果，以雙側丘腦為ROI，Granger因果效應分析結果顯示，IGE-GTCS患者丘腦主要正向驅動雙側前扣帶回、眶額部皮層、楔前葉、頂下小葉、舌回、島葉、顳下回、尾狀核、小腦半球;主要負向驅動雙側額葉、頂葉及顳葉的部分背外側皮層及右側小腦后葉。
　　結論：
　　IGE-GTCS患者存在丘腦、額葉為主的腦結構損傷，表現為灰質體積下降，

13、并隨著病程的延長，丘腦-皮層環(huán)路腦結構的損傷趨于嚴重。這種丘腦與額葉之間特殊的丘腦-皮層環(huán)路異常，可能導致了IGE-GTCS患者的意識損害。而額葉等腦區(qū)的損傷繼發(fā)于丘腦損傷之后，提示IGE腦損害首先作用于丘腦。IGE-GTCS患者特定腦結構的損傷，及相關連接效應的異常，將幫助我們更進一步理解IGE-GTCS的起源及進展機制，有望對IGE的靶向治療研究提供形態(tài)學證據。
　　第三部分丙戊酸對原發(fā)全面強直陣攣性癲癇灰質結構影響的形態(tài)學研

14、究
　　目的:
　　IGE-GTCS患者常規(guī)影像學檢查無法發(fā)現明顯局灶性結構異常，缺乏手術指征，以長期口服抗癲癇藥物(antiepileptic drugs，AEDs)治療為主。長期乃至終身服用AEDs，易造成耐藥及肝腎功能損傷。另一方面，AEDs在抑制神經元異常放電的同時，可能造成意識損傷。本研究采用基于體素的形態(tài)學分析方法，對口服丙戊酸(valproic acid，VPA)的IGE-GTCS患者進行研究，探究VPA對腦灰

15、質結構的影響，為其藥理作用的生物學機制提供神經影像學證據。
　　材料和方法:
　　19名服用VPA治療的IGE-GTCS患者，19名未服藥患者被納入本研究及19名健康志愿者納入本研究。使用德國西門子Magnetom Trio3.0T磁共振采集高分辨率T1結構數據。采用DPARSF軟件對高分辨率T1結構數據進行預處理，通過計算機算法進行配準、分割、調制及平滑處理后得到每名受試者的灰質結構腦圖。采用方差分析對預處理后的灰質圖像進

16、行比較。針對服藥組患者，將服藥時間與全腦灰質體積進行體素依賴的相關分析，將性別、年齡納為協(xié)變量，排除對結果干擾?？紤]到病程可能是一個混淆因素，可能影響相關分析結果，將性別、年齡及病程均納為協(xié)變量進行回歸，再次將服藥時間與全腦灰質體積進行體素依賴的相關分析。
　　結果:
　　兩組患者雙側額葉體積較正常對照組下降。服藥組患者腦灰質體積增加的區(qū)域大致呈對稱性分布，以雙側背外側額葉、尾狀核及小腦半球為主，同時雙側中央后回灰質體積萎縮

17、。當只將性別、年齡納為協(xié)變量時，雙側丘腦、殼核與服藥時間呈正相關關系，雙側小腦后葉與病程呈負相關關系。當將病程、性別、年齡均納為協(xié)變量時，雙側丘腦、殼核、島葉與服藥時間呈正相關關系，雙側小腦前葉與病程呈負相關關系。
　　結論:
　　采用VBM的方法發(fā)現服用VPA的GTCS病人較未服藥病人，出現以雙側背外側額葉、尾狀核及小腦半球為主的腦區(qū)灰質體積增加，并且隨著服藥時間的延長，雙側殼核、丘腦體積增加，而這些腦區(qū)跟意識控制及運動控