前庭性偏頭痛患者大腦皮質厚度異常研究

喬超 劉衍希 閻文靜 劉學軍 王海萍

［摘要］ ?目的 ?分析前庭性偏頭痛（vestibular migraine，VM）患者大腦皮質厚度改變區域，為VM發病機制的研究提供理論依據。

方法選擇2021年6月—2022年12月于我院神經內科就診的VM患者27例（設為VM組），同期招募28例健康志愿者作為對照組。所有受試者進行全腦磁共振（MR）掃描，采用基于表面形態學分析（SBM）方法分析并比較兩組受試者MR圖像中大腦皮質厚度；對VM組患者皮質厚度異常腦區與其病程、頭痛發作頻率、頭暈發作頻率、頭痛視覺模擬評分（VAS）分值等參數進行Spearman相關性分析。

結果與對照組相比，VM組患者左側頂下小葉皮質厚度明顯下降（Pvertex＜0.01，Pcluster＜0.05），但左側頂下小葉皮質厚度與VM病程、頭痛發作頻率、頭暈發作頻率、頭痛VAS分值均無相關性（P＞0.05）。

結論前庭性偏頭痛患者大腦皮質厚度異常區域位于左側頂下小葉，左側頂下小葉可能參與了VM發生的病理生理過程。

［關鍵詞］ ?偏頭痛；前庭疾病；腦皮質厚度；磁共振成像

［中圖分類號］ ?R747.2;R764.34

［文獻標志碼］ ?A

Cortical thickness abnormalities in patients with vestibular migraine

QIAO Chao， LIU Yanxi， YAN Wenjing， LIU Xuejun， WANG Haiping

（Department of Neurology， The Affiliated Hospital of Qingdao University， Qingdao 266003， China）

;［ABSTRACT］?Objective?To investigate cortical thickness changes in patients with vestibular migraine （VM）， and to provide a basis for studying the pathogenesis of VM.

Methods?From June 2021 to December 2022， we enrolled 27 patients with VM visiting the department of neurology of our hospital and 28 healthy volunteers as control group. All the subjects underwent whole-brain magnetic resonance （MR） scanning. Using surface-based morphometry， the thickness of the cortex was analyzed on MR images and compared between the two groups. In the VM group， Spearman correlation analysis was performed to detect the correlation between cortical thickness changes and VM course， headache attack frequency， dizziness attack frequency， and headache intensity on the Visual Analogue Scale （VAS）.

Results?Compared with the control group， patients with VM had a significant decrease in the cortical thickness of the left inferior parietal lobule （Pvertex<0.01， Pcluster<0.05）. However， there was no significant correlation between the cortical thickness of the left inferior parietal lobule and the course of VM， headache attack frequency， dizziness attack frequency， or VAS score （P>0.05）.

Conclusion?The cortical thickness of the left inferior parietal lobule is altered in patients with VM. The left inferior parietal lobule may be involved in the pathophysiological process of VM.

［KEY WORDS］?Migraine disorders; Vestibular diseases; Brain cortical thickness; Magnetic resonance imaging

前庭性偏頭痛（vestibular migraine，VM）是一種以前庭癥狀為特征的中樞神經系統疾病［1］。迄今為止，VM依然缺乏特異性的血清學及影像學診斷標準。雖然國內外研究人員不斷從大腦結構與前庭功能上對VM進行研究，但VM發病機制仍未明確。VM的診斷通常主要依據其臨床癥狀［2-3］，因此誤診和漏診率相對較高，且該病尚無確切治療方案。VM易導致患者腦結構及功能異常，既往有基于體素形態學分析（VBM）的研究，證實VM患者大腦皮質有形態改變，該變化可能參與了VM的發?。?］。為進一步探明VM的發病機制，本研究采用基于表面形態學分析（SBM）的方法，通過FreeSurfer軟件分析VM患者大腦皮質厚度的改變，以期為VM的研究提供新的理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇2021年6月—2022年12月于我院神經內科就診的VM患者27例（設為VM組），其中男5例，女22例，平均年齡41.0（30.0，53.0）歲，受教育年限為10.0（8.0，12.0）年?；颊呒{入標準：①符合2013年國際頭痛協會（IHS）制定的《國際頭痛分類（第3版）》［5］中VM診斷標準；②年齡18～60歲；③右利手；④患者處于VM發作間期（MR掃描前后3 d內均無頭痛、頭暈發作）；④無其他神經系統疾病史、其他類型原發性或繼發性頭痛史及精神疾病史，無高血壓史、糖尿病病史、其他代謝紊亂性疾病 史、結締組織或自身免疫性疾病史；⑤常規MR掃描大腦無異常信號。同時選擇同時期健康志愿者28例作為對照組，其中男7例，女21例，平均年齡48.5（26.0，52.0）歲，受教育年限12.0（9.0，15.0）年。志愿者納入標準：①常規神經系統查體未見異常；②既往無偏頭痛、頭暈家族史及神經系統損害史；③右利手；④常規MR掃描大腦無異常信號。兩組受試者排除標準：①有酒精、尼古丁或藥物濫用史，1年內有預防性VM用藥史；②女性受試者處于妊娠或月經期；③漢密爾頓抑郁量表、焦慮量表得分未在正常范圍內。兩組受試者的性別、年齡、受教育年限等基線資料無顯著差異（P＞0.05）。收集兩組所有受試者的標準全腦MR高分辨率3D圖像（T1加權像，MP-RAGE序列）及VM組患者的VM病程、頭痛發作頻率、頭暈發作頻率以及頭痛視覺模擬評分（VAS）參數。

1.2 MR圖像處理

采用FreeSurfer 7.3.2軟件包，依據軟件推薦的recon-all命令對兩組受試者的全腦MR圖像進行如下處理：①圖像轉換：將原始DICOM格式圖像轉換為NIFTI格式，切除頸部圖像，人工檢查圖像質量后轉換為MGZ格式；②頭動校正：對T1加權圖像進行頭動校正；③腦組織影像提?。簩⒋竽X組織原始體積仿射變換到MNI305圖集上進行Talairach坐標系轉換，再將原始體積信號強度進行標準化處理，然后對所有體素的強度進行縮放，使白質平均強度達110，排除顱骨和硬腦膜等組織后提取出腦組織影像；④MR信號配準：依次執行最大期望算法（EM）線性配準、典型強度標準化配準、典型非線性體積配準、EM配準。⑤MR信號分割：基于全腦皮質萎縮模型對大腦皮質下結構進行分區和統計，進行大腦白質結構分割，劃分灰質、白質及軟腦膜等腦組織邊界；⑥創建腦表面：生成大腦皮質原始曲面，并對原始曲面進行平滑，對生成的大腦皮質圖像進行膨脹并查找拓撲缺陷；⑦空間平滑：采用15 mm半高全寬平滑核對指標進行高斯平滑，提高圖像信噪比。

通過圖像處理獲得兩組受試者可參數化的大腦皮質重組圖像，即大腦皮質網格，采用DODS統計模型對該網格面進行大腦皮質厚度分析。

1.3 統計學方法

采用SPSS 26.0軟件及FreeSurfer 7.3.2軟件對數據進行統計學分析。計數資料以例（率）表示，組間比較采用χ2檢驗；符合正態分布的計量資料以 ±s表示，不符合正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗；采用Spearman相關系數法對于大腦皮質異常厚度與VM相關指標進行相關性分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。將患者的年齡、性別、受教育程度作為協變量，采用DODS統計模型進行大腦皮質厚度分析，以Pvertex＜0.01為差異具有統計學意義；使用Monte Carlo模擬對Pvertex進行多重比較校正，以Pcluster＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 ?果

2.1 兩組受試者大腦皮質厚度比較

DODS模型分析結果顯示，兩組受試者的左頂下小葉腦區內皮質厚度最顯著差異頂點所對應的MNI空間坐標X、Y、Z值分別為－37.7、－60.6、24.8，兩組受試者的腦皮質厚度顯著差異腦區位于腦左頂下小葉（Pvertex＜0.01，Pcluster＜0.05）。與對照組相比，VM組患者大腦左側頂下小葉皮質厚度明顯減少。見圖1。

2.2 相關性分析

使用FreeSurfer7.3.2軟件分析VM組患者全腦MR T1加權圖像，測得的左側頂下小葉皮質厚度為（2.34±0.11）mm。VM組患者的病程為（3.55±1.72）年，每月頭痛發作天數為（2.42±2.39）d，每月頭暈發作天數為（1.43±1.47）d，頭痛VAS分值為（5.79±1.89）分。Spearman相關性分析結果顯示，VM患者左側頂下小葉皮質厚度與VM病程、頭痛發作頻率、頭暈發作頻率、頭痛VAS分值均無相關性（P＞0.05）。

3 討 ?論

目前對于大腦皮質形態結構的研究，通常采用VBM及SBM兩類方法。VBM在測量腦白質及灰質的密度、厚度與體積方面精確度與客觀度皆較高，SBM則是一種新穎的腦結構分析方法，與VBM相比，其模板配準更加精準，反映腦區皮質結構的改變更加直接和敏感［6］。FreeSurfer是基于Linux操作系統，以SBM為工作原理的MR圖像處理軟件，其可用于分析來自腦橫斷面和縱向神經的成像數據，能較為客觀地評估大腦皮質形態（如大腦皮質厚度、表面積、凹凸度、曲率等），評估效果可靠，具有較高靈敏度及準確性［7］，目前FreeSurfer軟件在醫學圖像處理中已被廣泛應用。

本研究結果顯示，VM組患者左側頂下小葉的皮質厚度明顯小于對照組。頂下小葉是大腦高級聯絡皮質之一，位于大腦的中心附近。有研究通過應用前庭電刺激等方法發現處理前庭信息的腦區主要集中在后腦島、杏仁核、頂下小葉、顳上回和扣帶回等位置［8］。利用功能磁共振成像技術研究顯示，大腦左側頂下小葉、左側中央回、雙側顳上回等參與了視聽信息的轉化［9］。頂下小葉主要由緣上回和角回組成。緣上回是視覺-前庭皮質網絡中的一部分，可被前庭信號激活［10-11］。ZHE等［12］通過種子點分析法研究發現，VM患者左側體感皮質、頂下小葉與左側前庭皮質之間的功能連接增加，進一步說明頂下小葉在前庭信息處理時起到了重要作用。復雜的視覺環境、嘈雜的聲音環境，以及軀體姿勢變化均較易誘發VM疾病發作。本研究中VM患者左側頂下小葉皮質厚度明顯減少，考慮左側頂下小葉皮質變薄可能會使患者接收和處理前庭信息能力下降，導致VM疾病發作。另有研究表明，焦慮狀態會導致VM患者更加依賴視覺，焦慮、抑郁情緒與VM發病可能互為因果，從而形成惡性循環［13-14］。有研究采用CAT12軟件基于SBM方法比較VM患者與正常人的大腦皮質厚度，結果顯示VM患者左側舌回、額下回島蓋區，右側額上回、顳上回、距狀旁回、舌回、額下回島蓋區及三角區皮質厚度較正常人顯著減少［15］。本研究結果較單一，考慮原因可能是使用軟件不同及樣本量偏少產生的誤差，但本結果與上述結果并不沖突，或可作為其補充。

VM癥狀反復發作可致患者出現認知功能障礙［16-17］，而頂下小葉參與人類多種認知過程，能夠影響認知功能［18-19］。有研究表明認知功能障礙的發生與楔葉、頂下小葉的活動減少及結構破壞有關［20-21］。位于頂下小葉后部的角回，在記憶和情景模擬中也起著非常關鍵的作用，角回在涉及情節記憶的過程中被明顯激活［22-23］。汪騰龍等［24］研究發現，左側角回大腦皮質變薄是導致認知障礙發生的原因。本研究也從側面證實了上述結果。目前對于VM患者認知功能方面的研究相對較少，且認知功能改變的觀察需要長期隨訪，這也為相關研究增加了難度。但認知功能障礙對患者生活質量影響巨大，為及早干預病情、提供最佳治療、抓住最佳干預時機，臨床仍需積極探索VM發生與認知功能障礙的關系。

綜上所述，本研究結果顯示，VM患者大腦皮質厚度異常區域主要集中在左側頂下小葉。既往較少有研究使用FreeSurfer軟件分析VM患者大腦結構，本研究初步嘗試使用FreeSurfer軟件分析VM患者大腦皮質結構改變，我們今后研究將以此為基礎，對患者大腦皮質病變區域的表面積、凹凸度、曲率等方面進行多元度量，開展更大樣本量的研究，為盡早明確VM發病機制提供更多理論依據。

倫理批準和知情同意： 本研究涉及的所有試驗均已通過青島大學附屬醫院醫學倫理委員會的審核批準（文件號QYFYWZLL28397）。所有試驗過程均遵照《人體醫學研究的倫理準則》的條例進行。受試對象或其親屬已經簽署知情同意書。

作者聲明： 喬超、劉學軍、王海萍、劉衍希參與了研究設計；喬超、王海萍、閻文靜參與了論文的寫作和修改。所有作者均閱讀并同意發表該論文，且均聲明不存在利益沖突。

［參考文獻］

［1］王淑青，李瀅，王明慧，等. ?前庭性偏頭痛患者腦灰質體積異常研究［J］. ?精準醫學雜志， 2019，34（3）：220-223.

［2］ 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.

［3］ KRISHNAN P S， CAREY J P. Vestibular migraine： Clinical aspects and pathophysiology［J］. ?Otolaryngol Clin North Am， 2022，55（3）：531-547.

［4］ 王金輝，劉波，喻大華，等. ?前庭性偏頭痛患者基于體素的腦灰質體積研究［J］. ?磁共振成像， 2021，12（3）：67-70，88.

［5］ HEADACHE CLASSIFICATION COMMITTEE OF THE INTERNATIONAL HEADACHE SOCIETY （IHS）. The International Classification of Headache Disorders， 3rd edition （beta version）［J］. ?Cephalalgia， 2013，33（9）：629-808.

［6］ 吳佩怡. 基于腦皮層形態結構的重性抑郁障礙發病及SSRI療效研究［D］. 山西醫科大學， 2022.DOI：10.27288/d.cnki.gsxyu.2022.001061.

［7］ WORKER A， BLAIN C， JAROSZ J， et al. ?Cortical thickness， surface area and volume measures in Parkinsons di-sease， multiple system atrophy and progressive supranuclear palsy［J］. ?PLoS One， 2014，9（12）：e114167.

［8］ LOPEZ C， CULLEN K E. Electrical stimulation of the perip-

heral and central vestibular system［J］. ?Curr Opin Neurol， 2024，37（1）：40-51.

［9］ JIAYING S， JIE H， AIJUN W， et al. The role of the interaction between the inferior parietal lobule and superior temporal gyrus in the multisensory go/no-go task［J］. Neuro Image， 2022，254：119140.

［10］ BEN-SHABAT E， MATYAS T A， PELL G S， et al. ?The right supramarginal gyrus is important for proprioception in healthy and stroke-affected participants： A functional MRI study［J］. ?Front Neurol， 2015，6：248.

［11］ TEGGI R， COLOMBO B， ROCCA M A， et al. ?A review of recent literature on functional MRI and personal experience in two cases of definite vestibular migraine［J］. ?Neurol Sci， 2016，37（9）：1399-1402.

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

［13］ 吳心儀，嚴鋼莉，潘春聯. 前庭性偏頭痛與焦慮 抑郁的相關性研究進展［J］. ?中國實用神經疾病雜志， 2023，26（6）：785-788.

［14］ 牛玉格，張道培，張懷亮. 前庭性偏頭痛相關視覺性眩暈發病機制的研究進展［J］. ?聽力學及言語疾病雜志， 2023，32（1）：1-4.

［15］ 折霞，張小玲，高潔，等. ?前庭性偏頭痛患者腦皮層形態學研究［J］. ?影像診斷與介入放射學， 2019，28（4）：269-272.

［16］ PREYSNER T A， GARDI A Z， AHMAD S， et al. ?Vestibular migraine： Cognitive dysfunction， mobility， falls［J］. ?Otol Neurotol， 2022，43（10）：1216-1221.

［17］ 姚丹，于秋宏，江雪梅，等. 前庭性偏頭痛認知功能研究［J］. 中國醫刊， 2020，55（08）：826-828.

［18］ IGELSTRM K M， GRAZIANO M S A. The inferior parietal lobule and temporoparietal junction： A network perspective［J］. ?Neuropsychologia， 2017，105：70-83.

［19］ LIU X F， ZHAO S W， CUI J J， et al. Differential expression of diacylglycerol kinase ζ is involved in inferior parietal lobulerelated dysfunction in schizophrenia with cognitive impairments.［J］. BMC psychiatry， 2023，23（1）：526.

［20］ LUO Q Y， ZOU Y R， NIE H Q， et al. ?Effects of childhood neglect on regional brain activity and corresponding functional connectivity in major depressive disorder and healthy people： Risk factor or resilience？［J］. ?J Affect Disord， 2023，340：792-801.

［21］ TOUROUTOGLOU A， KATSUMI Y， BRICKHOUSE M， et al. ?The sporadic early-onset Alzheimers disease signature of atrophy： Preliminary findings from the longitudinal early-onset Alzheimers disease study （LEADS） cohort［J］. ?Alzheimers Dement， 2023，19（Suppl 9）：S74-S88.

［22］ HUMPHREYS G F， LAMBON RALPH M A， SIMONS J S. A unifying account of angular gyrus contributions to episodic and semantic cognition［J］. ?Trends Neurosci， 2021，44（6）：452-463.

［23］ THAKRAL P P， MADORE K P， SCHACTER D L. A role for the left angular gyrus in episodic simulation and memory［J］. ?J Neurosci， 2017，37（34）：8142-8149.

［24］ 汪騰龍，趙曉宇，吳越，等. ?輕度認知障礙人群局部一致性與全腦功能連接探討［J］. ?中華老年醫學雜志， 2021，40（8）：1000-1004.

（本文編輯 范睿心 厲建強）