咼丹妮，高玉軍，李亞平，鄭金甌

（廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院神經內科，廣西 南寧 530021）

顳葉癲癇（Temporal lobe epilepsy，TLE）患者存在注意功能障礙越來越引起重視[1]，Posner等[2]提出，注意作為一個認知系統(tǒng)，可以分為警覺、定向和執(zhí)行控制3個相對獨立的子網絡，其中執(zhí)行功能為人類高級的認知活動之一，是人類完成各類復雜任務的先決條件，對其他認知過程進行調節(jié)與控制是它的本質。TLE患者已被證實存在執(zhí)行功能的異常[3]，且患者具有廣泛的腦灰質和白質體積的改變[4]，但TLE患者腦灰質和白質的損害與執(zhí)行功能的相關性研究目前少見報道。為了研究TLE患者的執(zhí)行功能，并對其腦MRI圖像實現(xiàn)精確而又敏感的定位，本研究聯(lián)合運用了Ashburner[5]提出的基于體素的形態(tài)學測量方法結合李代數(shù)微分同胚配準算法（Voxel-based morphometry-diffeomorphic anatomical registration through exponential lie algebra，VBM-DARTEL）和Fan等[6]設計的注意網絡測試，旨在揭示TLE患者全腦灰質和白質體積的變化、執(zhí)行功能的改變及兩者之間的關系。

1 資料與方法

1.1 資料

連續(xù)收集2013年9月—2016年12月在廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院神經內科住院或門診就診的TLE患者。所有患者均接受綜合的臨床評估（包括病史采集和腦電圖監(jiān)測），遵照國際抗癲癇聯(lián)盟癲癇發(fā)作和癲癇綜合征的治療指南（2006）規(guī)范化使用抗癲癇藥物。致癇側根據(jù)癲癇發(fā)作特征、發(fā)作期和發(fā)作間期腦電圖及MRI檢查而確定。所有的受試者均在同一臺儀器上接受相同序列的MRI掃描，所有患者均在檢查前24 h內無發(fā)作。同期招募與上述TLE患者性別、年齡及受教育年限相匹配的健康志愿者，所有健康對照者均無中樞神經系統(tǒng)疾病、腦外傷或酗酒史。本研究取得患者和志愿者知情同意，并獲得廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 MRI掃描

使用荷蘭Philips公司Achieva 3.0T超導磁共振掃描儀在標準的頭線圈內完成掃描，受試者頭部用軟墊固定，盡量避免頭部活動及有意義的思考，帶上耳塞以減少噪音的影響。首先采用快速自旋回波序列行常規(guī)頭部掃描以排除腦器質性疾病，掃描參數(shù)：T2WI（重復時間（TR）/回波時間（TE）=1858 ms/80 ms）、T1WI（TR/TE=190 ms/2.3 ms）及 T2W-FLAIR（TR/TE=6000 ms/120 ms）；接著采用快速梯度回波序列行3D-T1WI全腦圖像采集，掃描參數(shù)：層數(shù)156，TR=20 ms，TE=3.5 ms，間隔時間 0，層厚 5 mm，視野 （FOV）=240 mm×240 mm×156 mm， 矩陣 512×512，激勵次數(shù) 1，掃描時間 401.8 s。

1.3 圖像處理

在MATLAB 2013a下運行SPM8軟件包，采用VBM-DARTEL方法分析腦體積。處理步驟：①圖像格式轉換，使用dcm2niigui軟件將原始DICOM圖像文件轉換成NII格式的文件；②調整圖像原點位置，手動將所有受試者MRI圖像的坐標原點調整至前-后聯(lián)合（AC-PC）附近；③圖像分割，將調整后的圖像使用New Segment分割為灰質、白質和腦脊液3個部分；④計算體積，利用分割后的灰質、白質、腦脊液圖像在MATLAB上通過自寫運算程序計算灰質、白質體積；⑤生成模板，利用DARTEL配準方法生成最優(yōu)模板；⑥標準化到MNI（Montreal Neurological Institute）空間，此步驟包括進行高斯平滑核FWHM=8 mm的空間平滑處理以提高信噪比及生成體積調制圖，MNI是蒙特利爾神經學研究所腦圖譜的坐標空間，體素的大小為1.5 mm×1.5 mm×1.5 mm。

1.4 執(zhí)行功能評價

執(zhí)行功能測試使用的是注意網絡測試軟件（Eprime軟件）。受試者眼距屏幕約60 cm，注視點為電腦屏幕中心點的“+”，手指置于反應按鍵上，正確且盡可能快地對靶箭頭的方向做出判斷。刺激信號分兩種情況，可以為屏幕中心點出現(xiàn)的提示信號“*”，也可以為靶信號“→”。提示信號出現(xiàn)的形式分4種：在中心點位置出現(xiàn)、在中心點上方或者下方單獨出現(xiàn)（空間提示）、在中心點上方和下方同時出現(xiàn)（雙重提示）以及沒有出現(xiàn)；靶信號出現(xiàn)的形式分2種：①5個朝向一致的箭頭（Congruent）；②雙朝向的5個箭頭，即中間的1個箭頭朝向與其他4個箭頭朝向相反（Incongruent），靶信號為位于中間的箭頭。測試正式開始之前，向受試者詳細介紹測試規(guī)則并讓受試者進行操作練習，待受試者完全熟練并理解測試規(guī)則后再開始正式測試。注意網絡測試軟件將自動記錄受試者的反應時間 （Reaction time，RT）及操作的正誤次數(shù)，測試結果精確到1 ms，我們將測試正確率大于60%的受試者納入分析。執(zhí)行網絡效率值=雙朝向目標RT-朝向一致目標RT，執(zhí)行網絡效率值越小，代表執(zhí)行功能測試成績越好。

1.5 統(tǒng)計學分析方法

在SPSS 21.0上對左側顳葉癲癇 （Left-sided temporal lobe epilepsy，lTLE）組、右側顳葉癲癇（Right-sided temporal lobe epilepsy，rTLE） 組和健康對照者（Healthy control，HC）組的人口學資料（年齡、性別和受教育年限）、臨床特征（起病年齡和病程）、注意網絡測試正確率、執(zhí)行網絡效率值、標準化的腦灰質體積（Normalized grey matter volume，nGMV）和標準化的腦白質體積（Normalized white matter volume，nWMV）行單因素方差分析；計量資料（性別）行卡方檢驗；nGMV、nWMV分別與患者的執(zhí)行網絡效率值行以性別、年齡和受教育年限作為控制變量的Pearson偏相關分析；組間多重比較選用LSD-t檢驗。以上統(tǒng)計分析閾值均設為α=0.05。為消除不同受試者間顱內容積大小的差異對研究結果造成的影響，本研究將每一個受試者的腦灰質、白質體積分別除以全腦體積后得到nGMV和nWMV用于統(tǒng)計分析，全腦體積為灰質、白質和腦脊液3者體積值相加。腦圖像的分析則采用SPM8中的一般線性模型，利用DARTEL生成的體積調制圖，把全腦體積作為全局變量，灰質或白質體積分別作為協(xié)變量，行全腦的協(xié)方差分析，由于本研究的樣本量較小，故以 P＜0.001、uncorrected、K≥50 個體素的簇為差異具有統(tǒng)計學意義。SPM可獲得每個簇中F值最大的體素在MNI空間的坐標值，通過xjView軟件將具有顯著性差異的簇疊加在T1WI模板上生成偽彩圖，分別顯示全腦灰、白質差異腦區(qū)。

2 結果

2.1 人口統(tǒng)計學資料和臨床特征

研究對象共計80例，均為右利手。TLE患者共計42例，lTLE組16例，男8例，女8例，年齡（29.1±7.4）歲，受教育年限（12.3±1.8）年，病程（88.5±87.8）月，起病年齡（21.7±7.6）歲；rTLE 組 26 例，男16 例，女 10 例，年齡（27.6±7.2）歲，受教育年限（12.5±2.7）年，病程（115.6±86.6）月，起病年齡（17.9±10.7）歲；健康志愿者38例，男18例，女20例，年齡（26.8±5.4）歲，受教育年限（13.5±2.6）年。 各組年齡、受教育年限以及性別分布均無統(tǒng)計學差異；兩組患者病程和起病年齡均無顯著差異，治療過程（藥物種類、劑量、療程）由于患者的個體差異而存在差別，但入組患者均行規(guī)范化抗癲癇治療。

2.2 腦灰質和白質體積改變

①灰質體積減少的腦區(qū)：lTLE組主要位于兩側顳葉，左側丘腦、扣帶回，右側額中回、頂下小葉及腦島；rTLE組出現(xiàn)在兩側顳葉、額葉、頂葉及尾狀核，右側丘腦、扣帶回；rTLE組的楔前葉較lTLE組明顯減少。②白質體積減少的腦區(qū)：lTLE組主要在雙側顳上回，左側海馬，右側楔前葉、后扣帶回；rTLE組則主要在兩側的海馬和豆狀核，左側尾狀核和右側額葉也有一定程度的萎縮；兩組患者白質體積的減少并未發(fā)現(xiàn)差異。未發(fā)現(xiàn)灰質和白質體積增加的腦區(qū)。詳細資料見表1，2及圖1。

2.3 執(zhí)行功能測驗結果

HC組的注意網絡測試正確率和執(zhí)行網絡效率值分別為（0.99±0.01）%和（90.50±34.21） ms，lTLE 組分別為（0.95±0.10）%和（126.38±38.73） ms，rTLE 組分別為（0.98±0.06）%和（102.25±36.09） ms。 3 組間正確率無統(tǒng)計學差異 （P=0.147）；rTLE組的執(zhí)行網絡效率值與健康對照組相比無顯著差異（P=0.200）；lTLE組的執(zhí)行網絡效率值相較于rTLE組明顯延長（P=0.001）。

表1 lTLE組、rTLE組與HC組灰質體積減少主要腦區(qū)分布比較

表2 lTLE組、rTLE組與HC組白質體積減少主要腦區(qū)分布比較

圖1 lTLE組、rTLE組與HC組灰質和白質萎縮腦區(qū)分布的比較。圖1a：與HC組相比，lTLE組灰質體積減少主要位于兩側顳葉、左側丘腦；圖1b：與HC組相比，rTLE組灰質體積的減少主要位于兩側顳葉、額葉、尾狀核及右側丘腦；圖1c：rTLE組的楔前葉灰質體積較lTLE組明顯減少；圖1d：與HC組相比，lTLE組白質體積的減少主要位于雙側顳上回、左側海馬、右側楔前葉及后扣帶回；圖1e：與HC組相比，rTLE組白質體積的減少主要位于兩側的海馬、左側尾狀核和右側額葉。lTLE組與rTLE組白質體積減少無顯著差異；未發(fā)現(xiàn)灰、白質體積增加的腦區(qū)；P＜0.001，uncorrected，K≥50；L=左側，R=右側；色條所示為對應F值。Figure 1. Distribution of grey and white matter atrophy in lTLE patients,rTLE patients and healthy controls.Figure 1a:Compared to HC group,the grey matter volume reduction in the lTLE group was mainly located in the bilateral temporal lobe and the left thalamus;Figure 1b:Compared to HC group,the reduction of grey matter volume in the rTLE group was mainly located in the bilateral temporal lobe,frontal lobe,caudate nucleus and right thalamus;Figure 1c:The volume of grey matter in the precuneus of the rTLE group was significantly lower than that in the lTLE group;Figure 1d:Compared to HC group,the decrease of white matter volume in the lTLE group was mainly located in the bilateral superior temporal gyrus,left hippocampus,right precuneus and posterior cingulate gyrus;Figure 1e:Compared to HC group,the decrease of white matter volume in the rTLE group was mainly located in the bilateral hippocampus,left caudate nucleus and right frontal lobe.There was no significant difference in the volume of white matter between lTLE group and the rTLE group,and no increase in the volume of grey and white matter was found.P＜0.001,uncorrected,K≥50;L=left side,R=right side;color bar shown F value.

2.4 nGMV和nWMV及與執(zhí)行網絡效率值的相關

HC組的 nGMV和 nWMV分別為 （455.25±6.93） mL 和 （368.58±6.44） mL，lTLE 組 分 別 為（450.87±8.67） mL 和 （366.92±7.07） mL，rTLE 組分別為（447.50±10.48）mL 和（368.44±11.23）mL。 3 組受試者nWMV無統(tǒng)計學差異 （P=0.791）；lTLE組的nGMV與HC組和rTLE組相比均無顯著差異 （P＞0.05）；rTLE組的 nGMV較 HC組顯著減少 （P=0.001）。將nGMV與nWMV分別與兩組患者的執(zhí)行網絡效率值進行相關分析，發(fā)現(xiàn)rTLE組的執(zhí)行網絡效率值與其nGMV值呈顯著負相關（圖2）。

3 討論

圖2 rTLE組執(zhí)行網絡效率值與nGMV的相關性。X軸為rTLE患者的執(zhí)行網絡效率值，Y軸為rTLE患者nGMV；rTLE患者執(zhí)行網絡效率值與nGMV呈顯著負相關。Figure 2. Correlation of executive network efficiency value with nGMV in rTLE patients.The X axis for rTLE patients’executive network efficiency values;the Y axis for nGMV of rTLE patients;executive network efficiency value was negatively correlated with nGMV in rTLE patients.

本研究對TLE患者行全腦VBM分析發(fā)現(xiàn)TLE患者存在全腦廣泛的灰質和白質體積減少，灰質體積減少最為明顯的部位是顳葉，其次是額葉和邊緣系統(tǒng)（丘腦和扣帶回），尾狀核也有一定的損傷；白質體積的減少則主要位于顳葉和海馬，后扣帶回也有損傷，上述改變與以往的研究結果基本一致[7-8]，這些改變可能是因為致癇灶反復的癇性放電通過Papez環(huán)路或直接的纖維連接向全腦擴散所致。TLE患者致癇側對側的結構也會出現(xiàn)損害，但仍以致癇側重，丘腦、扣帶回的致癇側損害尤其明顯。既往研究表明，丘腦參與構成了TLE患者的腦病理網絡，在調節(jié)癲癇活動和癇性放電的傳播中起重要作用[9]。本課題組既往的研究也發(fā)現(xiàn)了rTLE患者丘腦的功能連接改變以致癇側重[10]，并提出丘腦在致癇灶定側問題上可能有重要的診斷價值，本研究的結果進一步支持了本課題組提出的上述假說。

我們的研究還發(fā)現(xiàn)了lTLE、rTLE患者均存在執(zhí)行功能的損害，這與國外學者的研究具有一致性[11]，提示顳葉參與了執(zhí)行功能的調控，這種調控的主要機制為：顳葉起源的癇性放電常通過穹隆、鉤束纖維等優(yōu)勢通道擴布至額葉，引起額葉功能的受損導致患者執(zhí)行功能的損傷[12]。既往已證實前額葉皮質、扣帶回皮層是與執(zhí)行功能相關的主要腦區(qū)[13-14]，我們的研究結果也顯示lTLE、rTLE患者均有兩側額葉和扣帶回的損傷，這進一步支持了這種損傷機制的成立。左右側進一步對比發(fā)現(xiàn)，lTLE患者的執(zhí)行功能損傷較rTLE患者更嚴重，Kucukboyaci等[15]研究也發(fā)現(xiàn)了lTLE患者較rTLE患者顯示出更加嚴重的認知功能障礙，與本研究的結果具有一致性。此外，有研究報道，lTLE患者存在更加廣泛的網絡改變[16]。綜上，我們考慮TLE患者執(zhí)行功能的損害可能具有一定的偏側性，lTLE患者的執(zhí)行功能損害更重。

相關分析顯示，rTLE患者全腦灰質體積的減少與執(zhí)行功能的損害程度存在相關，但并未在lTLE患者中檢測到這種相關性。本研究中，rTLE組右側楔前葉灰質、lTLE組右側楔前葉白質均較HC組明顯減少，rTLE組右側楔前葉的灰質體積較lTLE組顯著減少。楔前葉在收集信息并對信息進行分配方面起重要作用，對動物的研究也指出楔前葉對環(huán)境的定位發(fā)揮重要作用，若損傷上述功能，就可能導致執(zhí)行功能的受損。目前，關于楔前葉是否參與TLE患者執(zhí)行功能的調控暫未見報道，但已有學者在帕金森病患者中發(fā)現(xiàn)了其與認知功能損害的相關性[17-18]。綜上，我們考慮楔前葉可能是與TLE患者執(zhí)行功能相關的腦區(qū)，但這仍需要進一步的研究來證明。

本研究仍存在一定的局限性，首先，我們所有的入組患者均有抗癲癇藥物治療史，但藥物治療的具體過程不盡相同，因此，lTLE組與rTLE組相比較可能存在一定的異質性，目前暫無法排除藥物可能對實驗結果造成的影響；再者，lTLE組未能檢測出nGMV、nWMV的改變及與執(zhí)行功能的相關性還可能與樣本量太小有關，今后擬進一步增大樣本量并細化分組，以期得到更加準確的結果?？傊?，本研究發(fā)現(xiàn)了TLE患者不僅存在大腦廣泛的結構損傷，且執(zhí)行功能也受到了損害，lTLE患者執(zhí)行功能的損害較rTLE患者更重，而rTLE患者執(zhí)行功能的損傷與全腦灰質體積的減少有關，楔前葉可能參與了TLE患者執(zhí)行功能的調控。