伴認知功能障礙的顳葉癲癇MRI研究進展

楊宏宇綜述，陳 楠，李坤成審校

(首都醫科大學宣武醫院放射科，北京 100053)

伴認知功能障礙的顳葉癲癇MRI研究進展

楊宏宇綜述，陳 楠，李坤成*審校

(首都醫科大學宣武醫院放射科，北京 100053)

顳葉癲癇(TLE)是癲癇最常見的類型，其反復發作可致患者記憶力、語言及執行力等認知功能損害，使患者生存質量進一步下降。但顳葉癲癇導致認知功能障礙的機制尚不清楚，無法進行相關治療。隨著MR和圖像后處理技術的發展，采用DTI、基于體素的形態學分析(VBM)和fMRI技術研究顳葉癲癇伴認知障礙患者腦結構和腦網絡變化，發現認知障礙與部分腦區的結構和功能改變具有相關性。本文對伴認知障礙的TLE患者腦結構和功能改變的研究進展進行綜述。

顳葉；癲癇；認知障礙；磁共振成像

顳葉癲癇(temporal lobe epilepsy, TLE)是臨床最常見的局灶性癲癇，患者多伴認知功能障礙。但顳葉癲癇導致認知功能障礙的機制尚不清楚。患者在長期、反復、持續的癲癇發作中造成神經元細胞發生缺氧、水腫、變性和壞死，膠質細胞增生；可導致大腦結構和功能網絡的異常[1]。各種認知功能是在不同腦區組成的功能網絡相互協調的基礎上完成。TLE患者存在多方面的認知損害，包括記憶力、執行力及語言功能的損害，而記憶力的損害較顯著，25%～30%的患者執行功能下降[2]，包括流暢性、決策及工作記憶等。目前各種MRI技術被廣泛應用于伴認知功能障礙的TLE的研究[3]，發現TLE患者的認知障礙與腦內結構和功能的改變密切相關，但目前各研究結果存在分歧，而揭示TLE患者認知障礙的機制，將為臨床治療提供理論根據。本文對伴認知障礙的TLE患者腦結構和功能改變的研究進展進行綜述。

1 腦結構異常的MRI研究

1.1腦白質損傷 DTI是無創性研究白質纖維束完整性的一種方法，可顯示每個體素或ROI的水分子擴散方向和程度，評估大腦顯微結構以及整體框架的完整性，并能直觀顯示腦白質纖維束的形態[4]。主要的參考指標為各向異性分數(fractional anisotropy, FA)及平均擴散系數(mean diffusivity, MD)。TLE白質損傷的病理學原因，包括軸突和突觸的重塑、神經退行性變、神經炎性改變、血腦屏障的破壞和血管再生等。既往DTI研究[5]顯示TLE部分腦區白質纖維FA及MD的改變，如穹窿、鉤束、扣帶回等區域。也有研究[6]發現患者的臨床因素，如病程、發病年齡、發作頻率等會對腦白質的損傷產生影響，并進一步影響患者的認知功能，如發病年齡越早，白質纖維完整性的損傷越嚴重。

目前對于腦白質的改變與認知相關性的研究主要圍繞記憶力和語言方面。鉤束是與記憶相關的前額葉和內側顳葉區域之間的聯系[7]，在情景記憶和語義記憶活動中發揮重要作用，因此其在記憶功能的分析中最受關注。既往認為鉤束MD的改變與記憶功能存在相關性，但有研究[8]指出鉤束、海馬旁、扣帶回的MD值改變與記憶功能障礙無明顯相關性。除鉤束外，左下縱束、海馬旁扣帶區、額—枕下束等MD值的增加與記憶力下降也有相關性[9]。Leyden等[10]研究發現TLE患者的左側鉤束、海馬旁扣帶區MD增加和右側弓束的FA減小與延遲記憶下降有關，并證實左側海馬MD值是記憶力的獨立影響因素；McDonald等[9]比較DTI和結構MRI(structure MRI, sMRI)對預測TLE患者記憶力損害的價值，發現采用DTI可見顳葉內多重纖維束MD值的增加與記憶力的損害有關，并證實DTI較sMRI在分析TLE認知損害方面更敏感。

對語言網絡的理解在預測患者術后語言下降的可能性和特征性方面有重要價值。DTI的研究[11-12]顯示弓狀束、下縱束、鉤束及額枕下束是語言網絡的重要組成部分。在對左側TLE患者的研究中，有學者[13]發現雙側大腦半球的語言重組與外側裂周區白質纖維的改變有關。Yogarajah等[14]分別測定TLE患者行顳葉切除手術前后的白質網絡和語言能力的改變，發現術后切除區周圍FA下降，且發現左側TLE患者術后的同側放射冠、內囊后肢及外囊FA值增加，并發現這些區域手術前后平均FA值與術后語言流暢性和命名分數明顯相關。Pustina等[15]采用DTI探測術前和術后幾年白質纖維的改變，證實額顳葉多重纖維通路在命名、流暢性和閱讀理解方面有重要作用。左側TLE患者的術前語言流暢性越好，左側放射冠、右側上縱束和鉤束的FA值越高；而術后語言流暢性只與右側上縱束有關；雖然病變位于左側的患者在切除術后語言功能下降風險更大，但對側結構的重塑可起代償作用。

1.2腦灰質損傷 TLE灰質結構MRI研究主要集中于大腦灰質體積和厚度的分析。基于體素的形態學分析(voxel based morphometry, VBM)是灰質結構分析應用較多的后處理方法。對TLE患者的VBM研究顯示，內側顳葉結構和顳葉外新皮層存在異常，且海馬、杏仁核、丘腦及內顳葉結構的改變較顯著[16-17]。有研究[18-19]證實TLE患者的大腦灰質體積減小，但另研究[17]報道TLE患者灰質體積增加，且左、右側灰質體積的改變有一定差異。

丘腦、基底核、小腦是皮層—亞皮層環路的重要節點，涉及認知信息的轉換、整合等過程。研究[20]發現丘腦和小腦的體積變化與記憶、執行功能等改變有關。另外，TLE中雙側扣帶回及內側前額葉皮層體積的改變與語言功能表現有一定的相關性[21]。研究[22]報道灰質體積改變可預測患者的認知損害，但結果仍存在爭議。Focke等[23]對89例伴海馬硬化的內側TLE患者VBM進行研究，并未發現局部區域灰質體積的減少與執行力等認知損害存在相關性。除皮層體積、厚度的異常外，皮層的表面積也存在異常。Alhusaini等[24]使用自動皮層表面重建方法，發現TLE患者同側的內側前顳葉亞區皮層的表面積減小，但這種異常與認知的相關性尚不清晰。

另外，全腦體積的測量在結構—功能研究中有一定應用價值，探討大腦廣泛腦區的異常，有助于分析其對認知障礙的不利影響。Oyegbile等[25]采用定量MR技術，發現全腦的灰白質體積和腦脊液容量與認知障礙有一定相關性，腦脊液容積增加越多，灰白質體積減少越多，包括智商、記憶、執行功能等的認知損害越嚴重。

2 腦功能的改變

目前，fMRI是研究大腦神經網絡應用最廣泛的技術。功能連接的定義為空間上相互遠離的大腦區域間的時域相關性。癲癇的發生不僅與致癇灶密切相關，還與正常腦區與致癇灶的功能連接異常、各正常腦區間功能連接的異常有緊密的相關性[26]，因此，從大腦神經網絡的層面研究癲癇，揭示大腦整體神經網絡的異常，可進一步探究癲癇發生認知障礙的機制。

研究[27-30]發現TLE患者腦功能的改變與認知的相關性。在記憶方面，Doucet等[28]發現內側TLE患者口頭記憶力與同側內顳葉、扣帶回后部的功能連接呈負相關，非口頭記憶能力與對側內顳葉和內額葉皮層的功能連接呈正相關。因前顳葉切除術(Anterior temporal lobectomy, ATL)可導致特定的記憶功能障礙[29]，行左側ATL的患者術后有口頭記憶力的減退，而右側ATL的患者術后有視覺記憶的減退，術前fMRI可評估記憶功能重塑的能力，預測術后記憶力功能。Bonelli等[30]對行ATL患者術前術后的縱向研究顯示，任務態時術后左側TLE患者的同側內顳葉后部激活程度強于術前，并與術后口頭記憶表現惡化有關；反之，若術前同側內顳葉后部的激活強于術后，患者術后口頭記憶的表現更好；提示術前fMRI是術后口頭記憶下降的預測手段[31]。

Zhao等[32-33]對TLE患者的工作記憶障礙研究發現，術后工作記憶網絡的重塑，因海馬硬化改變了維持和執行工作記憶功能的連接，即改變了顳下回和額下回之間功能連接，導致工作記憶的損害。Stretton等[34]對33例內側TLE患者的術后隨訪研究顯示，同側海馬剩余組織和對側海馬激活的減弱(左側TLE)且右側頂葉激活增強(右側TLE)，可能是患者在術后工作記憶未下降，以及術后3個月和12個月后工作記憶表現有改善的潛在機制。

fMRI可揭示術前及術后癲癇患者語言網絡組成和重組的復雜性，提高對癲癇網絡的理解，已廣泛用于判斷TLE術前語言優勢側，預測術后的語言功能[35]。癲癇發作可導致許多不同的非典型語言重組模式，有雙側對稱優勢、雙側交叉優勢及右側優勢模式等；左利手患者更有可能出現右側額下回(inferior frontal gyrus, IFG)優勢，發病年齡較早的患者更有可能出現雙側Wernicke's Area(WA)優勢，病灶位于左側的患者更有可能出現右側IFG和WA的語言優勢模式[36]。Bonelli等[37]的fMRI縱向研究發現，左側TLE患者術后海馬后部剩余組織的代償作用，可使患者的命名功能下降不明顯，同時結果還表明一些患者發生了對稱額葉區域大腦半球間的重組。靜息態fMRI在研究癲癇語言相關網絡方面較任務態fMRI更敏感，但其對個體基礎上語言優勢判斷的敏感度和特異度仍需進一步驗證[12]。

3 小結與展望

MRI對分析癲癇的腦結構和功能改變及認知障礙的發生機制有不可替代的作用，sMRI已發現TLE大腦白質纖維束的異常和灰質體積、厚度等方面的改變，fMRI可反映TLE腦功能網絡異常激活增強或減低。TLE患者各方面認知障礙與腦結構和功能改變有明顯相關性，對進行手術決策和預后判斷有很高的價值[38]。MRI的發展可為伴認知障礙的TLE提供更多有價值的信息。sMRI、fMRI和MRS的聯合應用可相互補充，提供癲癇發生發展的結構、功能和代謝信息，從而為研究TLE產生認知障礙機制提供更直觀的證據。

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Research progresses of MRI on temporal lobe epilepsy with cognitive impairment

YANG Hongyu, CHEN Nan, LI Kuncheng*

(Department of Radiology, Xuanwu Hospital, Capital Medical University, Beijing 100053, China)

Temporal lobe epilepsy (TLE) was the most common type of epilepsy. The cognitive function such as memory, language, executive function could be damaged due to recurrent seizures, the life quality of patients decreased further. However, the mechanism of cognitive dysfunction caused by TLE was unclear, no effective treatment could be performed. With the development of MRI and post-processing techniques, DTI, voxel based morphometry and fMRI had been employed to investigate the cerebral structure and network changes in TLE patients with cognitive impairment, which had found cognitive impairment was related to structural and functional changes in some brain regions. This paper reviewed the progresses of brain structural and functional changes of TLE with cognitive impairment.

Temporal lobe; Epilepsy; Cognitive impairment; Magnetic resonance imaging

北京市醫院管理局臨床醫學發展專項經費(ZYLX201609)。

楊宏宇(1991—)，女，內蒙古烏蘭察布人，在讀碩士，醫師。研究方向：神經影像學。E-mail： m18310082287@163.com

李坤成，首都醫科大學宣武醫院放射科，100053。

E-mail: cjr.likuncheng@vip.163.com

2017-01-10 [

] 2017-06-25

10.13929/j.1003-3289.201701053

R749.17; R445.2

A

1003-3289(2017)09-1421-04