MRI评估颞叶癫痫治疗效果研究进展

邹儒诗，邓 云*，黄炳升，张 健，曾洪武，邹东方

(1.深圳大学医学部生物医学工程学院，广东 深圳 518060；2.深圳大学医学部，广东 深圳 518060；3.深圳市儿童医院放射科，4.神经内科，广东 深圳 518038)

颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy, TLE)是指起源于颞叶或经直接/间接通路首先传播到颞叶结构的癫痫，为临床最常见的癫痫类型[1]。抗癫痫药物是治疗癫痫的基本手段[1]，但发展成为药物难治性癫痫或继发性癫痫时，可考虑手术治疗[2]。目前主要通过观察手术治疗后一定时期内癫痫发作的频率来评估治疗效果，无法实时、客观评价[3]。MRI可检测与癫痫发作密切相关的病灶，如脑发育畸形、感染、肿瘤和海马硬化，还可检测由长期癫痫导致的脑结构损伤[4-6],但较少应用于评估治疗后效果。MRI新技术主要包括结构成像技术、功能成像技术及相关分析方法，可从结构至功能、脑局部性质至网络性质等多方面观察TLE治疗后脑改变的特征[7]，有助于加深认识人脑疾病的发展和治疗干预。本文就MRI及其技术评估TLE患者癫痫缓解情况以及认知功能的研究进展进行综述。

1 结构MRI

1.1 三维磁化强度预备梯度回波(three dimensional magnetization prepares repaid acquisition gradient echo sequences, 3D-MPRAGE)序列 3D-MPRAGE序列特点为空间分辨率及信噪比较高、伪影较小，对脑内灰白质等结构对比度良好，能三维显示人脑内部精细解剖结构。3D-MPRAGE图像分析方法包括基于体素的形态学测量(voxel-based morphometry, VBM)法[8]及基于表面的形态学测量法(surface-based morphology, SBM)[9]。VBM可比较分析全脑灰白质密度或体积的体素级[10]；SBM则可计算全脑皮层厚度，基于各脑区皮层厚度值，可构建出脑结构连接网络，进一步观察网络拓扑结构的变化。Bilevicius等[11]采用VBM观察内侧TLE患者接受药物治疗后癫痫发作的改善情况，并将患者分为药物治疗后无发作组、耐药组以及发作有缓解但复发组，结果显示耐药组和有缓解但复发组的灰质萎缩模式相似，且较药物治疗后无发作组萎缩范围更为广泛。Yasuda等[12]发现术前灰质广泛萎缩的癫痫患者，术后症状无明显改善及灰质密度无明显改变；而术前灰质萎缩局限的癫痫患者，术后无癫痫发作及发作频率明显改善。Bernhardt等[13]采用SBM联合网络分析的方法观察TLE患者，发现其颞叶—边缘网络异常，且程度较重患者术后癫痫发作控制差[14]。

上述研究表明，3D-MPRAGE序列可用以评估TLE治疗效果，采用不同的分析方法能观察到细微结构变化。目前基于VBM和SBM的研究主要是组间比较，尤其是结构网络分析只能基于组间统计完成，无法分析个体差异。

1.2 DTI DTI利用组织中水分子自由热运动各向异性原理，观察组织的微观结构，是一种能有效观察和追踪脑白质纤维束的非侵入性检查方法[15]。对于TLE患者的药物疗效评估，Günbey等[16]采用DTI观察TLE患者胼胝体中白质纤维束连接的变化，发现随着时间延长，抗癫痫药物(antiepileptic drugs, AEDs)可改善胼胝体压部白质的损失；但AEDs可能会对继发性变性以及胼胝体压部的药物时间效应产生额外损伤。Schoene-Bake等[17]比较单侧伴海马硬化颞叶癫痫患者手术前后白质纤维的变化，发现颞叶区域的纤维束及上纵束、钩突束、胼胝体、额枕束及相应半球的皮质脊髓束的FA值均降低；连接内侧颞叶结构与其他脑区白质纤维束的扩散系数和各向异性也出现异常。采用DTI可观察TLE治疗后脑白质的变化，这种脑白质变化可影响癫痫治疗后的控制效果及脑功能，但对于DTI各异常参数与脑白质损害程度间的相关性目前尚无定论。

DTI技术不仅能为评估TLE治疗效果提供结构信息，也可基于各向异性弥散的特性检测脑各部分的功能连接[18]。Yogarajah等[19]采用DTI观察接受不同侧别前颞叶切除手术的TLE患者，术后所有患者连接至被切除区域的白质网络FA值平均下降了7%，而接受左侧前颞叶切除手术患者腹内侧语言网络部分区域(同侧外囊、内囊后肢及放射冠)FA值却平均增加了8%；此外，上述区域的平行扩散率增加越显著，术后语言流畅度下降越微弱，提示采用DTI可评估TLE术后认知功能。但DTI也存在局限性，如单张量模型的假设无法解决纤维交叉问题及纤维跟踪技术的准确性,缺乏严格的评价体系等。

2 功能MRI

2.1 fMRI fMRI是检测活体脑功能的非侵入性手段，根据脑组织内激活区血氧饱和度的增加而产生不同的MRI信号，可采集即时脑功能信息。Jokeit等[20]采用fMRI分析卡马西平浓度对于TLE患者颞叶内侧激活状态的影响，结果表明使用卡马西平可减少异常fMRI信号。Kay等[21]采用静息态fMRI分析接受2-丙基戊酸钠治疗无效患者的默认模式网络的功能连接情况，发现抗药性患者的功能连接较有效控制患者降低，提示默认模式网络连接可能作为判断是否耐药的生物标志物。Liao等[22]采用基于图论静息态功能网络分析的方法评估TLE手术疗效，发现术后无癫痫发作患者在术前拓扑中心节点时的网络弹性较术后发作的患者更高，而患者手术前后在颞顶连接处及其与腹侧前额叶皮层的连接均显示出节点拓扑特征的不同动态重组。Rosazza等[23]采用fMRI观察不同侧别TLE患者手术治疗前后的命名能力，发现左侧TLE患者术后命名能力较术前降低，而右侧TLE患者命名能力在手术前后差异无统计学意义。Wong等[24]采用fMRI观察TLE患者手术前后的语言激活情况，结果显示左侧TLE患者术后左额中回和右额下回的活动减少；右侧TLE患者未发现此差异，但语言表现与语言激活之间的关系从典型语言区域转移至前扣带皮质,提示不同侧别TLE患者术后的语言网络重组相异，从而影响命名表现。上述研究结果表明，采用fMRI可评估TLE治疗后的认知功能及预测术后记忆功能障碍。然而fMRI亦有局限性，如采用任务态fMRI评估记忆功能及预测术后记忆缺损时，由于参与记忆的海马区易受周围气流及骨质信号影响而产生大量伪影，可致真正的激活区被掩盖，同时不易区分和记忆密切相关的脑激活区与其他认知功能。

2.2 MRS MRS是一种利用MR基本成像原理及其化学位移和自旋耦合现象来测定人体能量代谢和体内化合物的检测技术，目前常用氢质子(1H)波谱技术。Campos等[25]采用MRS观察TLE患者治疗效果，发现使用第一种抗癫痫药有效的TLE患者较无效患者的神经元和轴突伤害或机能障碍更少。一项Meta分析[26]发现，72%手术预后良好的TLE患者存在与致癫痫区同侧的MRS信号异常，且利用同侧MRS信号异常预测患者预后良好的阳性预测值为82%。有学者[27]采用单体素质子MRS评估癫痫发作对于内侧TLE患者双侧海马的影响，发现TLE患者同侧海马的N-乙酰天冬氨酸/胆碱(NAA/Cho)和N-乙酰天冬氨酸/肌酸(NAA/Cr)值较对侧海马显著降低，双侧海马异常NAA/Cho值与TLE手术效果不佳显著相关。还有学者[28-29]发现术后癫痫发作缓解的单侧海马硬化患者在手术切除同侧海马后，其对侧海马NAA值恢复正常，可能反映术后对侧海马神经功能障碍恢复，提示术后对侧海马神经元的MRS变化可能与癫痫缓解程度有关。MRS的局限性为ROI的选定不够客观，体素的选择也较复杂，故对其结果的解释存在难度和偏差，需结合其他非侵入性影像学检查手段进行综合判断。

3 小结与展望

结构和功能MRI在TLE的疗效评估中具有重要价值。3D-MPRAGE的空间分辨率较高，可有效显示TLE患者脑部精细结构变化；DTI可直观显示TLE术后大脑白质纤维束的变化情况；fMRI可评估TLE术后语言网络和认知功能；MRS可反映TLE术后功能障碍以及神经元的恢复情况。综合利用各成像模态的优势，有助于对大脑的结构和功能进行联合研究，实现全面评估TLE术后疗效。

[1] 中国抗癫痫协会．临床诊疗指南(癫痫病分册).2015修订版.北京：人民卫生出版社，2015：29．

[2] Kwan P, Arzimanoglou A, Berg AT, et al. Definition of drug resistant epilepsy: Consensus proposal by the ad hoc Task Force of the ILAE Commission on Therapeutic Strategies. Epilepsia, 2010,51(6):1069-1077.

[3] 朱湘文，卢光明．多模态磁共振评估颞叶癫痫手术疗效．中国介入影像与治疗学，2013，10(1)：54-57．

[4] 杜铁桥，朱明旺，赵殿江，等．颞叶致痫脑肿瘤的MRI影像分析．磁共振成像，2013，4(1)：13-17．

[5] 徐俊玲，史大鹏，张小安，等．常规MRI、定量MRI和MRS对海马硬化定侧诊断价值比较．实用放射学杂志，2008，24(9)：1153-1156．

[6] 肖波，周嫔婷．多模态MRI在癫痫中的应用前景．中国神经免疫学和神经病学杂志，2010，17(2)：79-82．

[7] 卢光明，张志强．癫痫多模态磁共振成像研究进展．磁共振成像，2014，5(a1)：43-45．

[8] Ashburner J, Friston KJ, Voxel-based morphometry—the methods. Neuroimage, 2000,11(6 Pt 1):805-821.

[9] Pantazis D, Leahy RM, Nichols TE, et al. Statistical surface-based morphometry using a non-parametric approach. Proc IEEE Int Symp Biomed Imaging, 2004,2(2):1283-1286.

[10] Mehta S, Grabowski TJ, Trivedi Y, et al. Evaluation of voxel-based morphometry for focal lesion detection in individuals. Neuroimage, 2003,20(3):1438-1454.

[11] Bilevicius E, Yasuda CL, Silva MS, et al. Antiepileptic drug response in temporal lobe epilepsy: A clinical and MRI morphometry study. Neurology, 2010,75(19):1695-1701.

[12] Yasuda CL, Valise C, Saúde AV, et al. Dynamic changes in white and gray matter volume are associated with outcome of surgical treatment in temporal lobe epilepsy. Neuroimage, 2010,49(1):71-79.

[13] Bernhardt BC, Worsley KJ, Besson P, et al. Mapping limbic network organization in temporal lobe epilepsy using morphometric correlations: Insights on the relation between mesiotemporal connectivity and cortical atrophy. Neuroimage, 2008,42(2):515-524.

[14] Bernhardt BC, Chen Z, He Y, et al. Graph-Theoretical analysis reveals disrupted small-world organization of cortical thickness correlation networks in temporal lobe epilepsy. Cerebral Cortex, 2011,21(9):2147-2157.

[15] Le Bihan D, Mangin JF, Poupon C, et al. Diffusion tensor imaging: Concepts and applications. J Magn Reson Imaging, 2001,13(4):534-546.

[16] Günbey HP, Ercan K, Fndkolu AS, et al. Secondary corpus callosum abnormalities associated with antiepileptic drugs in temporal lobe epilepsy. A diffusion tensor imaging study. Neuroradiol J, 2011,24(2):316-323.

[17] Schoene-Bake JC, Faber J, Trautner PA, et al. Widespread affections of large fiber tracts in postoperative temporal lobe epilepsy. Neuroimage, 2009,46(3):569-576.

[18] 白卓杰，张志强，卢光明．磁共振弥散张量成像在内侧颞叶癫痫中的应用进展．中国医学影像技术，2010，26(1)：178-180．

[19] Yogarajah M, Focke NK, Bonelli SB, et al. The structural plasticity of white matter networks following anterior temporal lobe resection. Brain, 2010,133(Pt 8):2348-2364.

[20] Jokeit H, Okujava M, Woermann FG. Carbamazepine reduces memory induced activation of mesial temporal lobe structures: A pharmacological fMRI-study. BMC Neurol, 2001,1:6.

[21] Kay BP, Difrancesco MW, Privitera MD, et al. Reduced default mode network connectivity in treatment-resistant idiopathic generalized epilepsy. Epilepsia, 2013,54(3):461-470.

[22] Liao W, Ji GJ, Xu Q, et al. Functional connectome before and following temporal lobectomy in mesial temporal lobe epilepsy. Sci Rep, 2016,6:23153.

[23] Rosazza C, Ghielmetti F, Minati L, et al. Preoperative language lateralization in temporal lobe epilepsy (TLE) predicts peri-ictal,pre-and post-operative language performance: An fMRI study. Neuroimage Clin, 2013,3:73-83.

[24] Wong SW, Jong L, Bandur D, et al. Cortical reorganization following anterior temporal lobectomy in patients with temporal lobe epilepsy. Neurology, 2009,73(7):518-525.

[25] Campos BA, Yasuda CL, Castellano G, et al. Proton MRS May predict AED response in patients with TLE. Epilepsia, 2010,51(5):783-788.

[26] Willmann O, Wennberg R, May T, et al. The role of1H magnetic resonance spectroscopy in pre-operative evaluation for epilepsy surgery. A meta-analysis. Epilepsy Res, 2006,71(2/3):149-158.

[27] Lee SK, Kim DW, Kim KK, et al. Effect of seizure on hippocampus in mesial temporal lobe epilepsy and neocortical epilepsy: An MRS study. Neuroradiology, 2005,47(12):916-923.

[28] Vermathen P, Ende G, Laxer KD, et al. Temporal lobectomy for epilepsy: Recovery of the contralateral hippocampus measured by1H MRS. Neurology, 2002,59(4):633-636.

[29] Mclean MA, Cross JJ. Magnetic resonance spectroscopy: Principles and applications in neurosurgery. Br J Neurosurg, 2009,23(1):5-13.