前庭性偏头痛的颅脑多模态MRI研究进展

［摘要］ 前庭性偏头痛（VM）是一种以前庭症状为主诉的偏头痛亚型，临床诊断缺乏特异性客观标志物。MRI有多序列、多参数、多平面成像的特点。对VM患者颅脑多模态MRI结构成像、fMRI、灌注成像、MRS的异常进行综述，以期为探索VM的特异性影像标志物提供参考。

［关键词］ 前庭性偏头痛；磁共振成像；多模态

前庭性偏头痛（vestibular migraine，VM）是一种以前庭症状为主诉的偏头痛亚型，前庭症状包括自发性或体位性眩晕、头部运动引起的眩晕、视觉眩晕和姿势失衡［1］，与多种前庭疾病症状相似［2］。其典型症状（头痛、前庭症状、耳蜗症状）与梅尼埃病尤为相似［3］，鉴别诊断较困难。同时，VM缺乏特异性的客观诊断标志物，误诊、漏诊率高。偏头痛存在明确的颅脑白质结构［4］、灰质结构［5］和脑功能改变［6］，而VM是否存在类似表现、能否为客观诊断提供依据尚不明确。MRI具有多序列、多参数、多平面成像的特点，可行结构扫描、fMRI、灌注成像、MRS等多种成像。现将近年来有关VM的颅脑多模态MRI研究进行综述。

1" 结构MRI

1.1" 常规颅脑MRI白质高信号（white matter hyperintensities，WMHs）

与非偏头痛人群相比，偏头痛患者发生WMHs的概率增加，但有关VM是否存在WMHs的研究较少。一项90例VM患者颅脑MRI研究发现，所有患者皮质下白质均存在圆形、斑点状或卵圆形的T1WI低、T2WI高和FLAIR图像高信号病灶。病灶所在部位依次是双侧海马旁回（28例）、双侧中央后回（23例）、双侧边缘叶（19例）、左侧额叶内侧回（13例）、脑干（7例）；单发病灶30例，多发病灶60例；47例病灶直径lt;2 mm，43例直径≥2 mm［7］。但该研究患者平均年龄（53.28±4.17）岁，部分患者有脑血管病危险因素，且缺少对照。不同研究关于偏头痛和WMHs因果关系的结论存在矛盾［8-9］，VM作为一种特殊类型偏头痛，其WMHs改变也难以完全归因于VM本身，两者之间的因果关系有待深入研究。VM眩晕发作频率是WMHs的独立危险因素，可能与WMHs发生概率呈正相关［10］。颅脑MRI联合眼科光学相干断层扫描发现，VM患者视网膜神经纤维层厚度变薄与WMHs密切相关［11］，提示视网膜神经纤维层厚度是VM客观化诊断的潜在指标。

1.2" 基于体素的形态学测量（voxel-based morphological analysis，VBM）

VBM用于MRI分析可检测各组间脑组织的局部结构差异。几项研究采用VBM方法分析VM患者大脑灰质体积变化，结果不完全一致［12-16］。折霞等［12］发现VM患者多个脑区灰质体积缩小，且左侧额上回灰质体积缩小与VM病程呈负相关；同一课题组另一项研究发现VM患者前额叶皮质、后岛盖区、顶叶下回及缘上回的灰质体积也存在缩小，其中后岛盖区灰质体积与眩晕障碍量表（dizziness handicap inventory，DHI）评分呈负相关［13］；王金辉等［14］也发现VM患者灰质体积缩小，萎缩以小脑、小脑蚓部、前扣带回、眶部额中回、右颞横回、枕颞内侧回、右侧角回为主，但未发现灰质体积改变与病程、头痛程度有相关性。王淑青等［15］对20例VM和20例年龄、性别、受教育程度匹配良好的健康对照者行MRI扫描发现，VM患者部分脑区灰质体积缩小，但右侧颞中回、右侧缘上回、右侧补充运动区灰质体积增大。同一课题组分析18例VM和21例健康对照者发现VM患者右侧额上回和右侧角回的灰质容积显著增加［16］。虽各项研究结果不完全一致，但萎缩脑区多集中在小脑、额叶、颞叶及边缘系统，这些脑区不同程度萎缩提示VM患者存在多个疼痛伤害性和多感觉整合性脑区结构异常。灰质体积增大的脑区包括补充运动区、额上回和角回，且均位于右侧大脑半球，这些脑区与疼痛产生、整合及空间定位和运动知觉相关［15］，代偿性增大可能与神经系统自适应导致中枢敏化有关［17］。有研究提示，VM患者涉及疼痛和前庭加工的脑区发生形态学改变，但其与病程长短、临床特征、性别等因素是否相关尚不清楚，有待深入探索［12-16］。

1.3" 基于表面的形态学分析（surface-based morphometry，SBM）

SBM可计算出脑灰质厚度、表面积、体积及曲率等脑组织的形态学参数［18］。折霞等［19］采用SBM方法探索VM患者皮质厚度改变，发现左侧舌回、额下回岛盖区、右侧额上回、颞上回、距状旁回、舌回、额下回岛盖区及三角区皮质厚度较健康对照者减少，右侧额上回皮质厚度与病程呈负相关。本研究数据与文献［12］基线数据一致，但灰质体积缩小脑区和皮质厚度变薄脑区不完全重叠，说明VM对脑灰质结构影响的广泛性和复杂性，提示MRI数据分析方法对结果也有一定影响，SBM精度优于VBM［20］，在非球形结构（如海马区）更具优势［21］。

1.4" 基于纤维束示踪的空间统计方法（tract-based spatial statistics，TBSS）

TBSS克服了VBM在配准和平滑等过程中存在的不足，对脑白质异常区域定位更准确［22］。郭永华［23］对VM患者行颅脑DTI扫描并运用TBSS方法分析，发现与健康对照者相比，各向异性分数显著减低的主要脑区为左侧内囊前肢/后肢、大脑脚、矢状层、内囊豆状核后部、穹隆/终纹及右侧外囊、穹隆/终纹、矢状层、内囊豆状核后部，较无先兆偏头痛（migraine without aura，MwoA）患者脑白质纤维束损伤范围更广泛。TBSS与VBM/SBM联合有助于同时分析脑白质纤维束和脑皮质厚度［24］。

2" 静息态fMRI

静息态fMRI可无创观察偏头痛患者脑功能情况［25］。随着数据分析方法发展，静息态fMRI较多用于VM患者脑功能分析、疗效评价和联合结构MRI研究。

2.1" 基于种子点的分析

通过先验试验或解剖功能确定ROI，将ROI的静息态fMRI数据作为“种子”与其他脑区的数据行相关性分析［26］。局部一致性（regional homogeneity，ReHo）、低频振幅（amplitude of low frequency fluctuation，ALFF）和功能连接均属于此类数据分析方法。

王淑青等［27-28］运用ReHo、ALFF分析VM患者和健康对照者的静息态fMRI数据，将ALFF分析中差异脑区作为ROI分析比较功能连接。与健康对照者相比，VM患者左侧枕下回ReHo值显著降低，右侧颞上回ReHo值显著增高；右侧豆状壳核ALFF值显著降低，右侧舌回ALFF值显著增高，且VM患者的右侧豆状壳核ALFF值与头痛病程、月发作频次呈负相关；右侧小脑、左侧背外侧额上回脑区与ROI的功能连接明显增强，左侧内侧和旁扣带脑回与ROI的功能连接明显降低。可见，即使在发作间期，VM患者疼痛、前庭、视觉相关脑区仍存在功能异常。

ROI也可来源于某个指定的脑解剖结构。以右颞中回为ROI发现，与健康对照者相比，VM患者右颞叶ALFF值显著升高，右颞上回、颞中回、颞下回ReHo值升高［29］。丘脑与疼痛调节和处理有关，特异性选择丘脑作为ROI，与健康对照者相比，VM组丘脑ALFF显著降低，且VM患者左侧丘脑的ALFF与VM发作频率呈负相关。此外，VM组左侧丘脑功能连接较内侧前额叶皮质、前扣带皮质、左颞上回/中回和左颞极明显减弱［30］。另一项相似研究提示，VM患者丘脑与大脑参与疼痛、前庭及视觉处理的区域之间功能连接改变，VM患者表现出丘脑疼痛和丘脑前庭通路减弱，以及丘脑视觉通路增强［31］；提示VM患者存在疼痛信息处理和调节、传递和多感觉整合异常。

Liu等［32］运用静息态fMRI评价前庭康复1个月后，VM患者脑功能改善。VM患者左后小脑的ALFF值显著增加，与DHI评分呈负相关，说明小脑功能活跃可能是VM患者前庭功能障碍功能代偿的结果，前庭康复运动对VM患者的前庭症状有积极影响。

2.2" 基于数据驱动的分析

独立成分分析是基于数据驱动的分析方法之一，无需设置ROI，在未事先模型假设的情况下将信号分解为多个独立分量，可用于提取脑内独立的、空间连贯的静息脑功能网络［33］。

Zhang等［34］比较了健康对照者、MwoA和VM患者脑网络间功能连接的改变。与健康对照者相比，MwoA患者左额顶网络（left frontoparietal network，lFPN）和右额顶网络（right frontoparietal network，rFPN）之间的功能连接降低，而感觉运动网络（sensorimotor network，SMN）和侧向视觉网络（lateral visual network，lVN）间的功能连接增加。与MwoA患者相比，VM患者在背侧注意网络（dorsal attention network，DAN）和后内侧视觉网络（posterior medial visual network，pmVN）、SMN和pmVN间及SMN和lVN之间的功能网络连接下降。同时，lFPN和rFPN之间的功能网络连接增强；但VM患者和健康对照者之间的功能网络连接无显著差异。与健康对照者相比，MwoA患者的lFPN和rFPN之间的功能连接降低，这表明MwoA患者在认知控制、注意力、躯体感觉知觉和情绪调节方面可能存在功能障碍。与MwoA患者相比，VM患者表现出DAN、SMN、pmVN和lVN之间的功能连接降低，这可能是VM患者多感觉统合异常的原因，也是VM患者出现前庭症状的原因。说明VM患者较MwoA患者在注意力、感觉运动功能、视觉功能上存在更严重损害，也提示了眩晕发生的潜在机制。Han等［35］探索脑功能网络内部和功能网络之间功能连接变化。与健康对照者相比，VM患者在执行控制网络中的网络内功能连接降低，默认网络（default mode network，DMN）与腹侧注意网络（ventral attention network，VAN）之间、DMN与突显网络之间，以及rFPN与听觉网络之间的功能连接降低，SAN和DAN间功能连接增加。然而，这些脑网络功能连接改变和临床特征并未显示出任何显著相关性。Chen等［36］发现，VM患者的视觉网络、听觉网络与DMN之间功能连接降低，在视觉网络与执行控制网络之间的功能连接增加。Li等［37］的研究结论与之相似，与健康对照者相比，听觉网络和DMN之间的功能连接减弱。可见，VM患者存在多个脑功能网络功能异常，感觉网络和与认知、情绪和注意力相关的网络之间存在功能连接的改变［38］。

联合VBM和功能连接方法，与健康对照者相比，VM患者在双侧顶岛前庭皮质、右额中回和楔前叶的灰质体积缩小，VM患者左侧顶岛前庭皮质的灰质体积与DHI评分呈负相关。以该区域为ROI，VM患者左初级躯体感觉皮质（S1）/顶下小叶与左侧顶岛前庭皮质之间的功能连接增加［39］。说明VM患者前庭功能网络存在结构和功能改变，但两者的因果关系尚需进一步随访观察。

3" MRI灌注成像

MRI灌注成像通常使用3种方法：动态磁敏感对比、动态对比增强和动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）。动态磁敏感对比与动态对比增强均需静脉团注钆剂，而ASL无需注射外源性对比剂，因此临床应用更广泛。

王明慧［40］运用MRI扫描采集3D ASL图像获取全脑脑血流量（cerebral blood flow，CBF）数据，与健康对照者相比，VM组患者左侧内侧额上回、右侧背外侧额上回CBF均显著降低，且VM组患者左侧内侧额上回的CBF值与VM病程呈负相关。VM患者即使处于发作间期，疼痛、前庭功能相关的脑区也存在脑灌注异常，提示VM是一种发作性疾病，且发作间期也存在功能改变。

4" MRS

MRS是目前唯一能检测活体组织代谢产物的无创方法。一项针对VM的MRI平扫与H1-MRS检测结果显示，92%的VM患者中发现枕叶出现乳酸峰［41］。正常情况下，细胞代谢以有氧代谢为主，检测不到乳酸峰，因此，该研究从代谢角度提示VM存在中枢代谢功能改变。与于红霞等［7］研究不同，该研究高达72%的患者颅脑MRI平扫无明显异常，可能与纳入患者年龄较低（平均41.64岁）有关。

VM本身的异质性导致各研究间结论不完全一致甚至相反，后续研究可从以下方面入手：①扩大样本量。现有研究多数仅纳入20～30例VM患者，小样本研究偏倚较大，需进行多中心、多学科合作建立大型VM数据库或采用Meta分析等方法汇总现有文献。②更新MRI数据分析方法。数据分析方法各有优劣，有各自适用条件，对研究结果存在影响。随着样本量逐渐增大和数据分析方法不断发展，可采用新的数据分析方法，如皮质形态变化分析可使用结构和功能图像的多模式分割方法，或利用多对比度图像（如T1WI和PDWI）的合成分割方法［42］，或联用多种数据分析方法。

尽管MRI可为VM的诊断、机制研究、疗效评估提供帮助，但尚无法在临床工作中作为VM临床客观化诊断标准，需寻找特异性和敏感性更佳的VM神经网络生物标志物。

综上所述，多模态颅脑MRI提示VM患者存在脑结构、脑功能、脑血流和代谢异常，异常包括单一脑区结构和功能改变、多个脑区形成脑功能网络内功能改变及脑功能网络间功能改变。脑区和脑功能网络异常主要涉及疼痛、前庭、情感、认知等功能控制、传导和整合，且在VM发作间期仍存在脑功能异常。脑区结构和功能异常与VM临床特征有一定的相关性，能否作为影像学客观标志物尚需深入研究。

［参考文献］

［1］ BENJAMIN T，GARDI A，SHARON J D. Recent developments in vestibular migraine：a narrative review［J］. Am J Audiol，2023，32（3S）：739-745.

［2］ LI M，XU X，QI W，et al. Vestibular migraine：the chameleon in vestibular disease［J］. Neurol Sci，2021，42（5）：1719-1731.

［3］ CHEN J Y，GUO Z Q，WANG J，et al. Vestibular migraine or Meniere’s disease：a diagnostic dilemma［J］. J Neurol，2023，270（4）：1955-1968.

［4］ ORNELLO R，BRUNO F，FRATTALE I，et al. White matter hyperintensities in migraine are not mediated by a dysfunction of the glymphatic system-a diffusion tensor imaging magnetic resonance imaging study［J］. Headache，2023，63（8）：1128-1134.

［5］ PLANCHUELO-GÓMEZ Á，GARCÍA-AZORÍN D，GUER-

RERO Á L，et al. Gray matter structural alterations in chronic and episodic migraine：a morphometric magnetic resonance imaging study［J］. Pain Med，2020，21（11）：2997-3011.

［6］ SCHRAMM S，BÖRNER C，REICHERT M，et al. Functional magnetic resonance imaging in migraine：a systematic review［J］. Cephalalgia，2023，43（2）：3331024221128278.

［7］ 于红霞，李英杰，武晓玲，等. 伴有头颅磁共振成像信号改变的前庭性偏头痛90例临床特征［J］. 第二军医大学学报，2018，39（6）：695-697.

［8］ HUO J，ZHANG G，WANG W，et al. Migraine and white matter lesions：a mendelian randomization study［J］. Sci Rep，2023，13（1）：10984.

［9］ ZHAO L，ZHAO W，International Headache Genetics Consortium （IHGC），et al. Causal relationships between migraine and microstructural white matter：a mendelian randomization study［J］. J Headache Pain，2023，24（1）：10.

［10］ SHEN Y，LI D，CAO Q，et al. Risk factors of vestibular migraine-related brain white matter lesions［J］. Acta Neurol Belg，2023，123（5）：1833-1839.

［11］ 申煜. 有无脑白质病变前庭性偏头痛患者视网膜神经纤维层厚度及视觉先兆机制探讨［D］. 南昌：南昌大学，2023.

［12］ 折霞，张小玲，陈丽，等. 前庭性偏头痛患者脑灰质体积的研究［J］. 影像诊断与介入放射学，2018，27（6）：428-432.

［13］ ZHE X，GAO J，CHEN L，et al. Altered structure of the vestibular cortex in patients with vestibular migraine［J］. Brain Behav，2020，10（4）：e01572.

［14］ 王金辉，刘波，喻大华，等. 前庭性偏头痛患者基于体素的脑灰质体积研究［J］. 磁共振成像，2021，12（3）：67-70，88.

［15］ 王淑青，李滢，王明慧，等. 前庭性偏头痛患者脑灰质体积异常研究［J］. 精准医学杂志，2019，34（3）：220-223.

［16］ WANG S，WANG H，ZHAO D，et al. Grey matter changes in patients with vestibular migraine［J］. Clin Radiol，2019，74（11）：898.e1-898.e5.

［17］ 郭雅，李瑞阳，卢富强，等. 多模态功能磁共振成像在前庭性偏头痛的研究进展［J］. 磁共振成像，2021，12（4）：86-88.

［18］ 成涛，黄小华，匡静，等. SBM在中枢神经系统中的研究进展［J］. 国际医学放射学杂志，2020，43（1）：35-40.

［19］ 折霞，张小玲，高洁，等. 前庭性偏头痛患者脑皮层形态学研究［J］. 影像诊断与介入放射学，2019，28（4）：269-272.

［20］ REZAEYAN A，ASADI S，KAMRAVA S K，et al. Brain structural analysis in patients with post-traumatic anosmia：voxel-based and surface-based morphometry［J］. J Neuroradiol，2023，50（5）：482-491.

［21］ 冉春艳，张体江，徐高强，等. 基于表面形态学分析和基于体素形态学分析在“MRI阴性”儿童及青少年额叶癫痫中的应用［J］. 磁共振成像，2023，14（11）：6-11.

［22］ 伊慧明，江山，张敬. 基于纤维束示踪的空间统计方法研究进展及其应用［J］. 国际医学放射学杂志，2011，34（2）：162-165.

［23］ 郭永华. 基于TBSS方法评估前庭性偏头痛患者脑白质微结构变化［D］. 青岛：青岛大学，2023.

［24］ ABAGNALE C，DI RENZO A，SEBASTIANELLI G，et al. Whole brain surface-based morphometry and tract-based spatial statistics in migraine with aura patients：difference between pure visual and complex auras［J］. Front Hum Neurosci，2023，17：1146302.

［25］ 张继伟，吴宏赟. 静息态功能磁共振在中医偏头痛研究中的应用进展［J］. 中国医药导报，2020，17（5）：27-30.

［26］ 曾翎. 功能磁共振成像数据处理方法与应用研究［D］.成都：电子科技大学，2009.

［27］ 王淑青. 前庭性偏头痛发作间期的静息态功能磁共振研究［D］. 青岛：青岛大学，2020.

［28］ WANG S，WANG H，LIU X，et al. A resting-state functional MRI study in patients with vestibular migraine during interictal period［J］. Acta Neurol Belg，2023，123（1）：99-105.

［29］ LI Z Y，SI L H，SHEN B，et al. Altered functional activity in the right superior temporal gyrus in patients with definite vestibular migraine［J］. Neurol Sci，2023，44（5）：1719-1729.

［30］ ZHE X，TANG M，AI K，et al. Decreased ALFF and functional connectivity of the thalamus in vestibular migraine patients［J］. Brain Sci，2023，13（2）：183.

［31］ CHEN Z，XIAO L，LIU H，et al. Altered thalamo-cortical functional connectivity in patients with vestibular migraine：a resting-state fMRI study［J］. Neuroradiology，2022，64（1）：119-127.

［32］ LIU L，HU X，ZHANG Y，et al. Effect of vestibular rehabilitation on spontaneous brain activity in patients with vestibular migraine：a resting-state functional magnetic resonance imaging study［J］. Front Hum Neurosci，2020，14：227.

［33］ 闵晓曼，李海涛，支洪伟，等. 偏头痛患者静息态脑功能改变与焦虑情绪的相关性研究［J］. 中国中西医结合影像学杂志，2022，20（3）：205-208，217.

［34］ ZHANG B，WU D，GUO Y，et al. Altered large-scale internetwork functional connectivity in patients with vestibular migraine and migraine without aura［J］. Neurosci Lett，2023，800：137123.

［35］ HAN L，LU J，CHEN C，et al. Altered functional connectivity within and between resting-state networks in patients with vestibular migraine［J］. Neuroradiology，2023，65（3）：591-598.

［36］ CHEN Z，RONG L，XIAO L，et al. Altered brain function in patients with vestibular migraine：a study on resting state functional connectivity［J］. Neuroradiology，2023，65（3）：579-590.

［37］ LI Z Y，SI L H，SHEN B，et al. Altered brain network functional connectivity patterns in patients with vestibular migraine diagnosed according to the diagnostic criteria of the Bárány society and the international headache society［J］. J Neurol，2022，269（6）：3026-3036.

［38］ CHEN Z，LIU H，WEI X E，et al. Aberrant dynamic functional network connectivity in vestibular migraine patients without peripheral vestibular lesion［J］. Eur Arch Otorhinolaryngol，2023，280（6）：2993-3003.

［39］ ZHE X，ZHANG X，CHEN L，et al. Altered gray matter volume and functional connectivity in patients with vestibular migraine［J］. Front Neurosci，2021，15：683802.

［40］ 王明慧. 前庭性偏头痛发作间期的全脑灌注及灰质体积变化研究［D］. 青岛：青岛大学，2021.

［41］ ELSHERIF M，REDA MI，SAADALLAH H，et al. Eye movements and imaging in vestibular migraine［J］. Acta Otorrinolaringol Esp （Engl Ed），2020，71（1）：3-8.

［42］ GOTO M，ABE O，HAGIWARA A，et al. Advantages of using both voxel- and surface-based morphometry in cortical morphology analysis：a review of various applications［J］. Magn Reson Med Sci，2022，21（1）：41-57.

（收稿日期" 2023-12-21）