内侧颞叶癫痫偏侧性机制的多模态磁共振成像研究

Lateralized measurement of mesial temporal lobe with hippocampal sclerosis (mTLE-HS) is one of the important diagnostic methods for presurgical lateralization of foci. However, it is still unknown about laterality modal of the whole brain and the mechanism affecting the formation of the lateralization. Based on the evidence from the formal literature and our previous studies, we assumed that the epileptic network may be the key of the lateralization modal of the mTLE brain. The program will use the combination of the stimultaneous electroencephalography and functional magenetic resonance imaging (EEG-fMRI) and brain network analysis methods: 1) to detect the functional and structural lateralization modal of the whole brain of mTLE-HS patients, 2) to build the multi-modal brain networks and deal with the key properties of the network of the lateralized brain, 3) and to evaluate efforts of the lateralization caused by the epileptic seizures and the progression of the disease. We propose to fully investigate the network mechanism which affect the lateralization index of mTLE, provide a neuroimaging measurement with high sensitivity and specificity, and improve the diagnostic level of presurgical lateralization of mTLE, especially the patients with bilateral hippocampal sclerosis or with a conventional MRI performance.

偏侧化测量是伴有海马硬化颞叶癫痫术前定侧诊断的一种重要方法；但目前对全脑水平的偏侧化模式、偏侧化形成的机制还不清楚，影响其在颞叶癫痫定侧诊断水平。基于文献及我们前期研究积累的证据，我们假设癫痫脑网络机制可能是影响颞叶癫痫偏侧化形成模式的关键因素。本课题拟采用同步脑电联合功能磁共振、弥散张量成像及形态学成像等多模态磁共振成像技术，结合脑网络分析方法，全面描绘伴有海马硬化颞叶癫痫全脑层面结构及功能偏侧化模式，构建多模态脑网络并分析影响偏侧化的关键网络属性，评价癫痫活动及疾病进展程度对偏侧化网络的影响。全面揭示影响颞叶癫痫偏侧化的网络机制，并发展敏感、特异的影像学指标，用于提高颞叶癫痫、尤其是双侧海马硬化及常规磁共振阴性的患者术前定侧影像诊断水平。

本项目使用多模态磁共振成像技术与分析技术对内侧颞叶癫痫的偏侧性模式和相关机制进行研究，并发展和寻找有效的多模态影像指标对癫痫源灶进行定侧以及刻画癫痫进展趋势。研究发现如下结论。首先，联合VBM和ALFF分析技术，探讨了不同起因的内侧颞叶癫痫的病灶外脑区功能和结构异常，结果表明内侧颞叶癫痫都存在广泛脑区异常，海马硬化患者的微结构和功能异常更广泛和严重。其次，我们使用功能网络和白质纤维网络分析手段评价了前颞叶切除术前术后改变，再次证实了内侧颞叶癫痫的的广泛异常，并发现术前脑网络的整体属性指标对预测手术效果有意义。接着，我们发展了基于Granger的协变连接分析技术，探讨了颞叶癫痫的结构损伤扩散模式，损伤从单侧病灶经由丘脑扩散到对侧，然后扩散至前额叶和小脑，丘脑在癫痫活动传播中意义重大。随即，我们构建了皮层-丘脑连接模式，对原发全面癫痫进行了研究，再次探讨了丘脑在癫痫活动模式中的作用。同时，我们正在整理总结的结果显示，功能连接密度图像经由偏侧化指数计算后，能有效提高对内侧颞叶癫痫的定侧能力，从59.29%的准确率能提升到72.86%，对侧半球的功能连接密度图像对癫痫灶定侧效果更好。本项目依托南京总医院癫痫研究中心搭建的癫痫影像数据库平台，共纳入大于16岁的72例成人左侧内侧颞叶癫痫患者、68例右侧内侧颞叶癫痫患者以及96例磁共振阴性内侧颞叶癫痫患者，正常对照组160例，并采集了多模态磁共振数据，为进一步研究打下良好基础。本研究团队目前已发表SCI检索论文8篇，获批软件著作权三项，正申请软件著作权1项，辅助培养并毕业相关专业研究生4名。