難治性癲癇患兒發(fā)作間期丘腦葡萄糖代謝改變影像學(xué)分析

孟 琦，徐俊玲，高永舉，軒 昂，付 暢，孫萌萌

（河南大學(xué)人民醫(yī)院<河南省人民醫(yī)院>核醫(yī)學(xué)科 河南 鄭州 450003）

癲癇是一種以腦神經(jīng)元過度放電致短暫性中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失常為特征的神經(jīng)綜合征，其中20%～30%最終發(fā)展為藥物難治性癲癇，60%的癲癇在兒童期起病[1]。18F一氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）正電子發(fā)射斷層顯像（PET/CT）可通過敏感顯示癲癇患者腦葡萄糖代謝改變從而在致癇灶定位及腦神經(jīng)功能損傷研究方面發(fā)揮重要作用[2]。癲癇的反復(fù)發(fā)作不僅嚴(yán)重影響異常放電區(qū)腦皮質(zhì)功能，還可能引起與之功能相關(guān)腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通路上的神經(jīng)損傷，其中大腦皮質(zhì)及皮質(zhì)下灰質(zhì)核團(tuán)（間腦、邊緣結(jié)構(gòu)、基底神經(jīng)節(jié)等）間的網(wǎng)絡(luò)損傷研究近年來已成為熱點[3]。本試驗回顧性分析難治性癲癇患兒發(fā)作間期18F-FDG PET/CT腦代謝改變，重點分析對丘腦代謝改變的影響及初步探討其發(fā)生機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 一般資料

連續(xù)搜集2015年3月—2021年6月在河南大學(xué)人民醫(yī)院PET中心完成顱腦18F-FDG PET/CT檢查的難治性癲癇患兒為試驗對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)診斷均為難治性癲癇患兒；②臨床資料完整者；③18F-FDG PET/CT腦代謝顯像均為單側(cè)大腦皮質(zhì)受累完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①不符合難治性癲癇診斷標(biāo)準(zhǔn)者；②PET/CT顯示腦代謝無異常者或為雙側(cè)大腦皮質(zhì)均受累者；③神經(jīng)系統(tǒng)及其他精神疾病患者。共收集197例難治性癲癇患兒18F-FDG PET/CT腦代謝圖像，其中大腦皮質(zhì)代謝未見異常16例，大腦皮質(zhì)代謝異常181例（雙側(cè)異常42例，單側(cè)異常139例），以上均表現(xiàn)為代謝減低。最終將139例表現(xiàn)為單側(cè)皮質(zhì)代謝異?；颊呒{入本試驗，包括男72例，女67例，年齡為4～16歲，平均（9.83±3.41）歲。根據(jù)單側(cè)大腦皮質(zhì)累及腦葉數(shù)目分為簡單組74例（異常代謝灶累及1個腦葉）與復(fù)雜組65例（異常代謝灶累及≥2個腦葉）。根據(jù)患者丘腦代謝是否異常分為異常組（21例）與無異常組（118例），異常組包括男12例，女9例，年齡5～16歲，平均（9.14±3.15）歲；無異常組包括男60例，女58例，年齡4～16歲，平均（9.96±3.45）歲；對兩組患兒的年齡構(gòu)成及性別比例進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，結(jié)果提示兩組間年齡構(gòu)成及性別比例差異均不存在統(tǒng)計學(xué)意義（t=-1.010、0.283，P＞0.05）。

1.2 18F-FDG PET/CT檢查

采用美國GE Discovery TM VCT PET/CT儀，檢查前患者需禁食6 h以上，指尖采血驗血糖，血糖水平＜11.1 mmol/L；具有精神癥狀的患者在檢查前停用抗精神類藥物至少12 h。靜脈注射18F-FDG，藥物劑量為5.55 MBq/kg。注射后患者在避免強(qiáng)光、溫度適宜，安靜狀態(tài)下休息40～50 min后進(jìn)行顯像。掃描時將患者頭部固定于相同的位置，先進(jìn)行CT掃描，隨后進(jìn)行PET圖像采集，頭部三維采集時間10 min，以聽眥線定位，從顱頂掃至顱底。采集計數(shù)用迭代法重建分別獲得橫斷面、矢狀面和冠狀面圖像。

1.3 圖像分析

采用美國GE AW4.5工作站分析圖像。由兩位PET/CT中心副主任及以上醫(yī)師結(jié)合臨床資料及其他相關(guān)檢查結(jié)果進(jìn)行雙盲閱片，采用視覺判斷及半定量分析相結(jié)合的方法：①連續(xù)在2個平面上出現(xiàn)明確的高或低代謝區(qū)為異常；②在兩側(cè)腦皮質(zhì)及皮質(zhì)下灰質(zhì)對稱處取感興趣區(qū)（ROI）：額葉，外側(cè)顳葉，內(nèi)側(cè)顳葉，頂葉，枕葉和丘腦，由工作站自動計算出SUVmax（標(biāo)準(zhǔn)化攝取最大值）及SUVmean（標(biāo)準(zhǔn)化攝取值平均值），計算不對稱指數(shù)（AI），若AI＞15%則為異常；若可疑雙側(cè)對稱性代謝變化，則進(jìn)一步計算相應(yīng)腦區(qū)與小腦SUV比值，AI＞15%則為異常。結(jié)合病灶的CT解剖學(xué)特點對病灶所在區(qū)域、數(shù)目及大小進(jìn)行判斷，同時觀察丘腦代謝改變狀態(tài)，兩位醫(yī)師意見不一致時共同討論決定。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 21.0軟件分析數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的計量資料以（）表示，行t檢驗；計數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分比（%）表示，行χ2檢驗。P＜0.05則差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 丘腦代謝異常與大腦皮質(zhì)異常代謝累及范圍相關(guān)性分析

納入試驗的139例患兒中，簡單組74例（丘腦異常7例，發(fā)生率為9.46%），復(fù)雜組65例（丘腦異常14例，發(fā)生率為21.54%），復(fù)雜組丘腦代謝異常發(fā)生率顯著高于簡單組（P＜0.05），結(jié)果提示：單側(cè)腦皮質(zhì)異常代謝累及范圍與丘腦代謝異常發(fā)生率具有相關(guān)性，隨著病變累及腦葉數(shù)目增多，丘腦代謝異常發(fā)生率不斷升高，見表1。

表1 不同程度難治性癲癇單側(cè)大腦皮質(zhì)病變患兒丘腦代謝異常發(fā)生率的比較[n（%）]

2.2 丘腦與大腦皮質(zhì)代謝異常狀態(tài)分析

在139例患兒中，大腦皮質(zhì)單腦葉代謝異常74例（簡單組），其中病變位于顳葉42例，額葉26例，頂葉5例，枕葉1例；大腦皮質(zhì)多個腦葉代謝異常65例（復(fù)雜組），以上大腦皮質(zhì)代謝改變表現(xiàn)為減低。納入試驗139例患兒中，丘腦代謝發(fā)生異常21例，均表現(xiàn)為代謝減低且位于病變大腦皮質(zhì)同側(cè)，見圖1、圖2。

圖1 病例一顱腦糖代謝圖像

圖2 病例二顱腦糖代謝圖像

3 討論

癲癇發(fā)作的病理基礎(chǔ)為由各種原因誘發(fā)的大腦皮質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能異常引起的局部腦皮質(zhì)神經(jīng)元的異常放電。在癲癇發(fā)生、發(fā)展的過程中，大腦皮質(zhì)局部異常可能會通過“癲癇網(wǎng)絡(luò)”擴(kuò)散為多個腦區(qū)的功能異常，由于大腦皮質(zhì)及皮質(zhì)下灰質(zhì)核團(tuán)在解剖與功能上密切關(guān)聯(lián)，任一部位功能活動異常將對其他結(jié)構(gòu)的狀態(tài)產(chǎn)生影響[3]。丘腦是皮質(zhì)下灰質(zhì)結(jié)構(gòu)中最大且功能聯(lián)系最密切的灰質(zhì)核團(tuán)，在調(diào)節(jié)、擴(kuò)散、終止癲癇發(fā)作中起到重要作用[4]。故研究癲癇患者其丘腦結(jié)構(gòu)是否存在功能異常及其發(fā)生機(jī)制，對深入了解難治性癲癇患者腦損害過程及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)異常調(diào)節(jié)原理具有重要意義。

本文通過對表現(xiàn)為單側(cè)大腦皮質(zhì)代謝異常的難治性癲癇患兒丘腦代謝改變及其是否受年齡、性別獨立因素影響進(jìn)行了初步分析，結(jié)果顯示，丘腦異常組與無異常組間的年齡構(gòu)成及性別比例差異均不存在統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。黃熠龍等[5]基于DWI圖像分析發(fā)現(xiàn)難治性顳葉癲癇患兒與正常對照組左側(cè)丘腦的平均各向異性分?jǐn)?shù)差異均不受年齡等因素的影響，這也提示了丘腦-皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)連接可能在幼兒時期就已形成，由于兒童神經(jīng)系統(tǒng)可塑性較強(qiáng)，受損后可通過旁側(cè)通路進(jìn)行代償[6]，使得不同年齡階段患兒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)受損差異不甚明顯。既往研究[7]發(fā)現(xiàn)在性激素的刺激下，不同性別的正常幼兒丘腦-皮層網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)揮功能不同，纖維連接強(qiáng)度也有所差異，這就意味男女患兒癲癇發(fā)作時對丘腦的損傷強(qiáng)度有所不同；本文中關(guān)于丘腦代謝異常與否組間性別構(gòu)成比無差異性則提示了難治性癲癇患兒的丘腦-皮質(zhì)纖維連接可能因為癲癇的反復(fù)、長期發(fā)作而受損，并且存在失衡現(xiàn)象，癲癇放電對丘腦影響不僅僅受生理因素的限制。

本文發(fā)現(xiàn)復(fù)雜組中丘腦代謝異常發(fā)生率21.54%顯著高于簡單組的9.46%（P＜0.05），提示皮質(zhì)異常累及腦葉越多越易發(fā)生丘腦異常，這也與以往部分學(xué)者觀點相一致[8-9]。Rubinger等認(rèn)為癲癇患者腦葉病變數(shù)目與遠(yuǎn)側(cè)部位累及范圍及預(yù)后存在相關(guān)關(guān)系，當(dāng)患者伴有同側(cè)多腦葉低代謝灶，會引起同側(cè)丘腦、對側(cè)小腦代謝減低等功能失聯(lián)表現(xiàn)，而且提示預(yù)后不佳[10-11]。發(fā)生機(jī)制可能是由于多腦葉腦皮質(zhì)纖維連接異常，神經(jīng)元同步放電范圍擴(kuò)大，T型鈣離子通道開放時間延長，丘腦皮質(zhì)及邊緣系統(tǒng)鈣電流增加引發(fā)丘腦損傷[12]。周洪語等[13]發(fā)現(xiàn)單側(cè)皮質(zhì)致癇灶反復(fù)癇性放電擴(kuò)散可引起丘腦內(nèi)部及雙側(cè)丘腦間纖維連接功能下降，其通過Papez環(huán)路或直接的纖維連接對同側(cè)丘腦損害更嚴(yán)重。本組患者丘腦與皮質(zhì)代謝異常均表現(xiàn)為代謝減慢，這可能是由于癲癇反復(fù)發(fā)作引起了電生理失衡，使得神經(jīng)通路下傳激動減少，皮層局部毛細(xì)血管內(nèi)皮功能的損傷，引發(fā)局部腦區(qū)缺血、缺氧及線粒體功能障礙，從而影響葡萄糖代謝過程[14]。

綜上所述，難治性癲癇患兒大腦皮質(zhì)代謝發(fā)生異常時可伴隨出現(xiàn)同側(cè)丘腦代謝的改變，且其發(fā)生率與患兒年齡和性別無關(guān)，與單側(cè)腦皮質(zhì)異常代謝累及范圍有關(guān)，隨著病變累及腦葉數(shù)目增多，丘腦代謝異常發(fā)生率不斷升高。出現(xiàn)丘腦代謝異常時，可能預(yù)示著大腦皮質(zhì)損傷程度較為嚴(yán)重且預(yù)后不佳。

為了避免雙側(cè)改變帶來的判斷不確定性，本文僅對單側(cè)大腦皮質(zhì)代謝異常難治性癲癇患兒的丘腦代謝異常發(fā)生率影響因素及發(fā)生機(jī)制進(jìn)行了探討，難以全面性分析難治性癲癇患兒丘腦代謝異常的機(jī)制，有待進(jìn)一步完善。