研究目的利用弥散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)技术,通过画感兴趣区(region of interest, ROI)的方法,测量青年颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)患者的颞叶外脑组织结构的各DTI参数,分析各测值的变化趋势,探索青年TLE患者颞叶外脑组织结构的改变情况,并通过DTI纤维示踪技术追踪重建目标纤维束,直观的观察青年TLE患者的纤维束受累情况。材料与方法1、研究对象搜集2011年5月～11月间在广州南方医院诊断为TLE的青年患者20例,入选标准：均符合国际防治癫痫联盟全会的癫痫和癫痫综合征国际分类法,符合以下条件任意两项或以上的患者：①临床发作症状提示致痫灶位于颞叶；②影像学检查提示海马硬化或萎缩,且未见脑占位、脑血管病和先天发育畸形等结构性病变；③发作期或发作间期EEG显示致痫灶位于颞叶。所有患者均行AEEG及头颅MRI检查,经神经科医师确诊为单侧TLE,20例患者中,左右侧TLE患者各10例,男女患者各10例,年龄18～32岁,平均22.70±4.23岁,发病年龄0.5～29岁,平均11.62±6.98岁,病程3-18年,平均11.08±4.70年(发病年龄为患者首次出现癫痫发作的年龄,病程为患者首次出现发作至接受本次MRI检查之间的间隔时间)。根据临床诊断,将癫痫灶所在的一侧称为患侧,另一侧称为对侧。对照组为健康青年人20例,入选标准：①年龄、性别与患者组相匹配；②既往无任何神经系统疾病,临床神经系统检查未见明显阳性体征；③常规MRI扫描脑内未见明显异常信号灶。男女各10人,年龄18～31岁,平均23.95±4.17岁。所有检查对象均为右利手且经知情同意。2、检查方法及参数使用GE公司3.0T超导型磁共振扫描仪及配套8通道头部线圈,工作站为机器自带的Functool软件。2.1常规MRI检查包括斜轴位T1WI、T2WI,矢状位T1WI,垂直于海马长轴的斜冠状位T2WI FLAIR。扫描参数如下：轴位及矢状位T1WI (TR/TE=2500/24ms)、T2WI (TR/TE=5100/130ms),层厚5mm,层间隔1.5mm, NEX=2,矩阵=512×288；斜冠状位T2WI FLAIR (TR/TE=9000/125ms),层厚3mm,层间隔1mm,NEX=2,矩阵512×256；扫描视野为230x230mm。2.1DTI检查应用单次激发平面回波成像(echo-planar imaging, EPI)序列进行扫描,斜轴位DTI检查,扫描基线平行于前颅窝底,扫描参数分别为：TR/TE=10000/88ms,层厚3mm,间隔为0,b=0,1000mm2/s,25个弥散敏感梯度方向,NEX=I,共扫描34层,扫描时间4分40秒；矢状位DTI检查,扫描中线至于大脑纵裂,扫描参数分别为：TR/TE=7000/91.5ms,层厚3mm,间隔为0,b=0,1000mm2/s,25个弥散敏感梯度方向,NEX=1,共扫描25层,扫描时间3分20秒。3、DTI图像后处理3.1DTI图像后处理软件将DTI原始数据传至ADW4.3工作站,使用GE公司提供的后处理Functool功能软件包进行原始图像进行处理,首先对所有图像进行移动校正,消除扫描过程中由于检查对象头部轻微移动所导致的配准不良,再选择基底节平面进行阈值设定,以提高图像信噪比,设定以上限达到最大下限刚好消除背景噪声又不损失有用信息为原则,最后设置ROI进行各DTI参数测量并追踪重建目标纤维束。3.2感兴趣区及评价指标使用Functool功能软件包获得b=0的T2WI图、彩色编码图、各向异性分数(fractional anisotropy, FA)图、表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图及三个本征值的图像,取双侧内囊前肢(anterior limb of the internal capsule, AIC)、后肢(posterior limb of the internal capsule, PIC)、外囊(external capsule, EC)、尾状核头(head of caudate nucleus, HCN)、豆状核(lenticular nucleus, LN)、丘脑(thalamus, TL)、额叶(frontal lobe, FL)白质、枕叶(occipital lobe, OL)白质、扣带束(cingulum, CG)及穹窿(fornix, FR)、胼胝体膝部(genu of the corpus callosum, GCC)、体部(body of the corpus callosum, BCC)、1压部(splenium of the corpus callosum, SCC)为ROI,在斜轴位DTI上综合b=0的T2WI图及彩色编码图的信息,绘制除FR外的各ROI,在矢状位正中层面的DTI上综合b=0的T2WI图及彩色编码图的信息,绘制FR的ROI,测量各ROI的FA值、ADC值、最大本征值(λ1)、中间本征值(λ2)及最小本征值(λ3),以FA、ADC、λ∥、λ⊥为评价指标,λ∥=λ1, λ⊥=(λ2+λ3)/2。3.3DTI纤维示踪使用Functool功能软件包获得b=0的T2WI图,彩色编码图和FA图,ROI设置在CC、CG、FR,纤维束终止追踪的条件是：FA值<0.18,ADC值>0.01,Steps>160,分别获得相应的纤维束的系统预置图、FA图。4、统计学处理由于各组资料均属计量资料,在进行各组的统计对比前先采用单样本K-S拟合优度检验对两组资料的正态性进行检验,①若符合正态分布,用参数检验的方法进行统计分析：采用配对t检验比较TLE组的患侧与对侧、对照组的左侧与右侧的各ROI评价指标；采用两样本t检验比较TLE组患侧与对照组、对侧与对照组不同ROI的评价指标；采用双变量的Pearson相关分析研究患者发病年龄及病程与不同ROI的各评价指标的相关性；②若不符合正态分布,用非参数检验的方法进行统计分析：采用配对的秩和检验比较TLE组患侧与对侧、对照组左侧与右侧不同ROI的评价指标；采用两样本的秩和检验比较患侧与对照组、对侧与对照组不同ROI的评价指标；采用双变量的Spearman相关分析研究患者发病年龄及病程与不同ROI的评价指标的相关性。另外,采用偏相关分析研究控制发病年龄与病程其中之一时另外一项与ROIs各评价指标的相关性；对于双变量相关分析显示有显著统计差异的变量进行直线拟合。所有统计学处理均采用SPSS13.0统计分析软件包,统计结果用P表示,P<0.05时认为差异有统计学意义。结果1、两组各ROI评价指标的正态性检验采用单样本K-S拟合优度检验对两组资料的正态性进行检验,结果发现两组所有ROI的资料均符合正态性分布,所以下面的统计分析均采用参数方法。2、TLE组患侧与对侧比较,对照组左侧与右侧比较采用配对t检验来比较患者组患侧与对侧、对照组左侧与右侧的各评价指标,结果发现,对照组双侧各指标比较无显著统计学差异；TLE组仅尾状核头及扣带束的FA值发现有双侧统计学差异,患侧尾状核头及扣带束的FA值低于对侧。3、TLE组与对照组比较采用两独立样本t检验来进行TLE组患侧、对侧分别与对照组的比较(由于对照组各评价指标双侧比较无显著统计学差异,故用双侧各指标的平均值作为对照组各ROI评价指标的代表)。由于FR、GCC、BCC及SCC为整体测量,而不是双侧测量,故这些ROIs的评价指标为直接将TLE组与对照组进行两独立样本t检验。结果发现,TLE组所有ROI的FA值较对照组均明显降低,双侧EC、HCN、TL及FR、BCC的ADC值较对照组升高,患侧LN、双侧AIC、 TL、FL、OL、CG及FR, GCC的λ∥较对照组降低,除双侧PIC以外的ROI的λ⊥较对照组升高。4、患者发病年龄、病程与其各ROI评价指标的相关性分析采用Pearson相关分别分析患者发病年龄、病程与其各ROI指标的相关性,发现患者双侧FL及GCC的ADC值分别与发病年龄呈负相关,GCC的ADC值与病程呈正相关；患者患侧PIC的λ,与发病年龄呈负相关,患侧FL的λ∥与病程呈正相关；患者双侧FL的λ⊥分别与发病年龄呈负相关,对侧AIC的λ⊥与病程呈负相关,GCC的λ⊥与病程呈正相关。另外,采用偏相关分析研究控制发病年龄和病程中的一个变量时,另外一个变量与各ROI指标的相关性,发现控制发病年龄时患侧FL的FA值与病程呈正相关；控制病程时,患侧FL及对侧HCN的FA值分别与发病年龄呈正相关,患侧PIC、BCC的λ∥及患侧FL的λ⊥分别与发病年龄呈负相关。5、DTI纤维束示踪我们利用Functool功能软件包重建出了所有检查对象的CC、CG、FR,分别获得相应的纤维束的系统预置图、FA图。对比TLE组与对照组纤维束的系统预置图,可见TLE组的CC、CG及FR较对照组纤维束稀疏、变细,并可见中断、缺失,其中断、缺失区域提示该区域的纤维束FA值<0.18或已被破坏。对比TLE组与对照组纤维束的FA图,除可见上述改变外,还可以发现TLE组的CC、CG及FR的红色区域缩小且颜色较浅,绿色区域增多且颜色较深,而纤维束FA图中红色区域范围越大、颜色越深代表FA值约高,绿色区域范围越大、颜色越深代表FA值约小,所以该结果提示TLE组的CC、CG及FR的FA值较对照组减小。结论1、DTI可以无创有效的研究青年TLE患者颞叶外脑组织结构的改变。2、青年TLE患者可产生较广泛的大脑双侧半球的灰白质结构的异常,而不仅仅局限于病变区域或患侧大脑半球,但患者患对侧之间在本组并无明显统计差异,仍需进一步研究。3、患者发病年龄越小、病程越长其颞叶外结构所受的影响就越严重。4、DTT技术可以清晰的显示目标纤维束,使用可视化的手段显示纤维束的走行、形态及完整性改变。