付君言 曾延瑋 張 軍

癲癇是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，以腦神經(jīng)元高度同步性放電引起的反復(fù)癇性發(fā)作、短暫性腦功能障礙為特征。癲癇的頻繁發(fā)作可造成嚴重的神經(jīng)功能障礙，癲癇持續(xù)狀態(tài)甚至可造成死亡。在亞洲，兒童期和成年早期是癲癇發(fā)病的高峰年齡段，癲癇極大地影響著患兒的生長發(fā)育，因此對于癲癇的及時診斷和早期治療極為關(guān)鍵[1]。

目前，多模態(tài)神經(jīng)影像技術(shù)的快速發(fā)展為癲癇的深入研究提供了廣闊的前景，如PET/SPECT、功能磁共振和腦磁圖的應(yīng)用。彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是基于彌散加權(quán)成像發(fā)展的MRI技術(shù)，能在活體中無創(chuàng)性地顯示腦白質(zhì)纖維束走行，已廣泛應(yīng)用于急性缺血性腦梗死、腦腫瘤和多發(fā)性硬化等腦疾病的研究中[2]。DTI利用水分子在組織中彌散的各向異性成像，常用的成像參數(shù)有平均彌散率（mean diffusivity，MD）和各向異性分數(shù)（fractional anisotropy，F(xiàn)A）。MD即ADC值，MD值的增加可以準確反映腦組織自由水含量的增加。FA與髓鞘的完整性、纖維的致密性及平行性呈正相關(guān)，F(xiàn)A值的減低說明腦白質(zhì)完整性受損。顳葉癲癇（temporal lobe epilepsy，TLE）是最常見的局灶性癲癇，研究發(fā)現(xiàn)動物和人類TLE均涉及顳葉之外的雙側(cè)腦區(qū)結(jié)構(gòu)的改變[3-4]，這說明了白質(zhì)在癲癇發(fā)病中的重要性。DTI圖像能夠觀察常規(guī)MRI所不能顯示的白質(zhì)細微結(jié)構(gòu)，因此常能更早、更敏感地發(fā)現(xiàn)病灶，滿足對于癲癇的病因診斷、癲癇手術(shù)的輔助指導(dǎo)、癲癇結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及其與癲癇功能障礙的相關(guān)性等方面研究的需求。本文主要從以上幾個方面對DTI應(yīng)用于癲癇的最新研究進展進行綜述。

DTI用于癲癇的病因診斷

頭顱CT和MRI成像是尋找癲癇病灶最常用的影像學(xué)方法。CT和常規(guī)MRI對具有形態(tài)結(jié)構(gòu)異常的癥狀性癲癇敏感，然而對于特發(fā)性癲癇、難治性癲癇以及某些細微的病理改變，如小的皮質(zhì)發(fā)育不良常無陽性發(fā)現(xiàn)。有研究表明[5]MD是區(qū)分兒童癲癇和非癲癇者的可靠指標，敏感性達90%～100%，特異性達96.6%～100%。而對于健康組、活動期癲癇和緩解期癲癇的分類，F(xiàn)A具有100%的靈敏度和特異性。有學(xué)者推薦將DTI加入常規(guī)MRI掃描序列以輔助癲癇的診斷[6]。

常規(guī)MRI在不伴海馬硬化的TLE患者中很難發(fā)現(xiàn)異常灶，Bao等[7]在DTI序列上觀察到此類患者海馬的傳入和傳出纖維（海馬旁回，扣帶回和穹窿）的異常改變，此外，TLE小鼠實驗表明FA對海馬損傷和樹突細胞丟失敏感，且FA值與樹突細胞密度呈負相關(guān)，定量檢測海馬炎癥和樹突細胞損傷等病理變化可能有助于監(jiān)測癲癇進展和評估治療效果[8]。早期Widjaja等[9]的研究發(fā)現(xiàn)新發(fā)的特發(fā)性癲癇兒童中存在較為廣泛的髓鞘和軸突異常，隨后Focke等[10]發(fā)現(xiàn)特發(fā)性全身性癲癇患者腦胼胝體、皮質(zhì)脊髓束、上下縱束和輔助運動區(qū)的FA值減少以及MD值增加。還有研究表明丘腦是原發(fā)性全身性癲癇病理生理學(xué)中的關(guān)鍵因素，丘腦-前運動連接既是癲癇網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，也是青少年肌陣攣性癲癇光敏性發(fā)病的主要機制[11]。Jiang等[12]發(fā)現(xiàn)藥物可控癲癇（medically controlled epilepsy，MCE）和藥物難治性癲癇（drug refractory epilepsy，DRE）患者常見受累腦區(qū)均有顯著的DTI變化。與MCE相比，DRE中進一步發(fā)現(xiàn)了雙側(cè)丘腦-皮質(zhì)纖維FA值的降低，揭示了DRE患者特殊的病理生理改變。Qiu等[13]發(fā)現(xiàn)失神性癲癇患者左腦內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)的MD值增加，左腦楔前葉的FA值下降。同時，左腦MD值的增加與癲癇持續(xù)時間成正比。這提示腦默認網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的慢性神經(jīng)損害可能為失神性癲癇兒童致病機制之一。

DTI用于輔助癲癇外科手術(shù)

外科手術(shù)是治療難治性癲癇、癥狀性癲癇患者的有效手段。癲癇手術(shù)成功的關(guān)鍵在于對癲癇病灶的準確切除，既要求對病灶能夠有效檢出，又要對手術(shù)范圍進行精準規(guī)劃，尤其是毗鄰功能區(qū)的手術(shù)[14]。DTI對于細小病變敏感，更重要的是DTI能檢出病灶與功能區(qū)、傳導(dǎo)束之間的關(guān)系，從而指導(dǎo)癲癇手術(shù)。

腦結(jié)構(gòu)畸形使術(shù)中纖維斷開不完全成為半球離斷術(shù)失敗的主要原因。Ho等[15]報道了一例患有Otoharra綜合征且伴hemimegencephaly 的嬰兒患者在DTI引導(dǎo)下行功能性半球離斷術(shù)的成功案例，描述了在術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后使用DTI來規(guī)劃手術(shù)，指導(dǎo)并確認纖維的完全斷開的全過程。多項研究顯示，DTI的應(yīng)用使大腦半球切除術(shù)后的癲癇復(fù)發(fā)率明顯下降[16-17]。由視輻射損傷引起的視野缺損是前顳葉切除術(shù)的常見并發(fā)癥，現(xiàn)有影像學(xué)方法均不能很好地顯示視束，并且視輻射的走行特別是Meyer環(huán)路（Meyer's loop，ML）的解剖變異很多，給手術(shù)區(qū)的規(guī)劃帶來困難。一例研究[18]對48名行顳葉切除術(shù)的DRE患者在術(shù)前和術(shù)中進行了DTI檢查，成功重建了包括ML在內(nèi)的視輻射，并準確、有效地預(yù)測了術(shù)后視野缺損，這說明將基于DTI的纖維追蹤實施到標準的神經(jīng)導(dǎo)航系統(tǒng)中可能為手術(shù)帶來益處。James等[19]在75名健康受試者中創(chuàng)建了正常人ML的規(guī)范化圖集，并預(yù)測如果右腦ML前界至顳葉的距離≤38mm，左腦≤35mm，則患者術(shù)后發(fā)生視野缺損的風(fēng)險增加。目前，DTI用于指導(dǎo)癲癇手術(shù)還處于初步研究階段，有待更多的實驗證明其可行性并對其進行標準化。每種評估方法都有局限性，DTI作為手術(shù)輔助評估手段之一，需聯(lián)合其他多項檢查手段如功能MRI、腦電圖等進行完整、有效的手術(shù)評估與隨訪。

基于腦網(wǎng)絡(luò)的DTI成像與癲癇功能障礙的研究

癲癇患者常伴各種神經(jīng)功能障礙，表現(xiàn)為語言能力低下，記憶力、注意力缺陷，智力下降和執(zhí)行功能受損等。近年來，癲癇是一種大腦網(wǎng)絡(luò)障礙性疾病已成為共識，局灶性癲癇發(fā)作通過癲癇網(wǎng)絡(luò)擴散至遠端腦區(qū)，導(dǎo)致癲癇的傳播與發(fā)展，提示功能障礙與結(jié)構(gòu)異常之間的聯(lián)系將有助于癲癇的治療。多項研究表明，腦DTI參數(shù)的改變與癲癇患者臨床功能缺失的程度以及功能成像變化之間具有良好的相關(guān)性[20-22]，這說明DTI是檢測癲癇網(wǎng)絡(luò)異常相對敏感的指標。此外，在DTI的相關(guān)研究中，不同半球的TLE，其結(jié)構(gòu)異常區(qū)域存在差異，患者也可表現(xiàn)出不同類型的功能障礙[23]。這更加印證了患者功能障礙與結(jié)構(gòu)改變間的緊密聯(lián)系，同時，這些異常改變區(qū)極可能是癲癇網(wǎng)絡(luò)的傳播途徑，逆轉(zhuǎn)受損腦區(qū)的結(jié)構(gòu)改變、抑制或破壞致癇網(wǎng)絡(luò)可能成為癲癇治療的新方法。

實際上，腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與功能網(wǎng)絡(luò)改變的范圍及程度并不完全一致，Yun等[24]闡述了伴有中央-顳部棘波的良性兒童癲癇患者智商下降可能與兩側(cè)中央額回之間的功能不同步有關(guān)，但其半球間解剖學(xué)連接未顯示出任何差異，疾病持續(xù)時間較短（小于1年）可能導(dǎo)致了功能和結(jié)構(gòu)改變的不同步。目前的研究尚無法推斷結(jié)構(gòu)損傷與功能連接異常之間的任何因果關(guān)系或時間順序。同時，DTI也提供了證據(jù)表明癲癇患者大腦在反復(fù)發(fā)病過程中會發(fā)生廣泛而復(fù)雜的代償反應(yīng)和重組。在Jiang等[25]的研究中，右側(cè)TLE患者在DTI構(gòu)建的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)效率增加，而在靜息態(tài)功能MRI構(gòu)建的功能網(wǎng)絡(luò)中卻表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)效率下降。這或許可以解釋為在長期發(fā)病過程中，受損的功能網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上并未被完全代償所致。Soliman等[23]發(fā)現(xiàn)左側(cè)TLE患者右側(cè)海馬旁回的ADC增加與其良好的視覺記憶表現(xiàn)相關(guān)。DTI在左側(cè)前顳葉切除術(shù)后的平行語言網(wǎng)絡(luò)也檢測到結(jié)構(gòu)的重組，這種重組在半球內(nèi)或半球間都可以發(fā)生[20]。

總結(jié)和展望

DTI作為一種在分子水平研究復(fù)雜腦組織結(jié)構(gòu)的成像工具，能夠有效檢出常規(guī)MRI陰性的癲癇病灶，揭示癲癇的病理生理，為癲癇的診斷和手術(shù)治療帶來益處。現(xiàn)階段DTI的應(yīng)用還存在許多限制，如MD值易受外部因素如抗癲癇藥、皮質(zhì)水腫等影響[13]，導(dǎo)致結(jié)果不穩(wěn)定。目前，普通人中FA和MD值還未設(shè)定參考范圍，尚不能以嚴格地標準判斷白質(zhì)損傷，更不能對白質(zhì)的損傷程度進行分級以及判斷損傷是否可逆。此外，癲癇是一種異質(zhì)性疾病，研究時應(yīng)考慮癲癇發(fā)作相關(guān)的因素（發(fā)病年齡，發(fā)作頻率，癲癇持續(xù)時間，癲癇發(fā)作期/緩解期等）的影響。

對于癲癇的研究，不管是其發(fā)病機制還是治療方法都尚處于探索階段。癲癇作為人類疾病一大難題，未來還有很大的研究空間。隨著DTI圖像質(zhì)量的提升，分析技術(shù)的進步以及人類對癲癇認知的深入，DTI在癲癇中的應(yīng)用將進一步擴展，DTI有望將來成為診斷與治療癲癇有力的影像輔助工具。