背景和目的颞叶癫痫（temporal lobe epilepsy,TLE）是最为常见的一种难治性局灶性癫痫,是最适宜手术的原发性癫痫类型之一。对TLE癫痫活动起源及传播、癫痫灶侧化的相关研究具有重要的临床意义。TLE较其他类型癫痫发生认知功能损伤的概率更大,尤其是记忆和语言功能的下降。此外,TLE患者还容易出现注意力、知觉异常和人格改变等社会高级认知能力的缺损,以及伴发焦虑、抑郁等精神症状。2002年、2004年,Spencer等和Blumenfeld等分别首次提出“颞叶癫痫网络”和“癫痫抑制网络”的概念。TLE的发作期临床表现和发作间期的并发症与TLE网络的异常改变有着密切关联。对TLE网络的研究,有助于我们对TLE病理生理机制的深入理解,并且有望成为TLE临床诊断的辅助工具,为其治疗提供新的方向和思路。近年来,随着MRI成像技术的飞速进展,利用静息态功能磁共振成像（resting state functional magnetic resonance imaging,rs-fMRI）进行癫痫网络探索已经成为了新的研究热点,其无创性、无需用药、简便、可行性高的特点大大促进了其在临床研究中的应用。Rs-fMRI聚焦于BOLD信号在低频波段（＜0.1 Hz）的自发波动,亦称脑内在活动（intrinsicbrain activity,IBA）,其重要意义在于帮助大脑时刻维持准备状态。目前,越来越多的研究结果都证实了 IBA的功能重要性,且越来越多基于rs-fMRI的IBA衡量指标被提出,每一种方法都旨在揭示IBA的一个独特方面。但这些方法之间的区别和共性有待于充分的实证探索,不同指标研究结果的趋同性可能提示了一种更为基本的机制的存在,能够揭示更为真实的异常神经元活动。最基本的IBA衡量方法侧重于对区域波动性的测量,其中最受关注的是波动振幅的测量,例如:低频振幅（amplitude of low frequency fluctuations,ALFF）、比率低频振幅（fractional amplitude of low frequency,fALFF）。另外还有建立在区域间同步性衡量方法基础之上的局部一致性（regional homogeneity,ReHo）、衡量网络中心程度的度中心性（degree centrality,DC）和全局信号相关性（global signal correlation,GSCorr）,以及衡量半球间一致性的体素镜像同伦连接（voxel-mirrored homotopic connectivity,VMHC）等。Rs-fMRI数据的传统处理方法一般会假定大脑的功能在进行扫描的这段时间内（即所有时间点内）是恒定不变的,所以在此假设基础上所计算出的指标均为静态性（static）指标。然而人类大脑的内在活动是高度动态、随时间而波动的,具有环境敏感性和活动依赖性。因此,静态性的IBA指标不足以描述自发性大脑活动的短暂变化。基于检测IBA动态性特征的需求,诸多相应的动态性（dynamic）指标不断应运而生,如动态ALFF、动态fALFF、动态ReHo、动态DC、动态VMHC、动态GScorr等。上述由静态性拓展至动态性的指标多是基于滑动时间窗（slidingwindow）技术,通过计算所有时间窗的指标值的标准差（standard deviation,SD）等时域相关变异性参数,用于衡量大脑的体素在扫描时长内ALFF等指标动态变化的稳定性情况,不仅进一步反映了丰富的动态信息,而且被证实具有较高的稳定性。经中英文文献检索发现,关于TLE患者IBA方向的研究,多数仅选用了一种或两种指标（ALFF、fALFF、ReHo为主）,且结果间存在部分不一致。关于VMHC、DC、GSCorr指标的研究稀少,甚至空缺,对一系列指标间的综合研究更为匮乏。另外,关于TLE患者在动态ALFF、动态ReHo等脑自发活动指标的动态性变化以及指标间一致性的改变等方面的相关研究,目前尚未能检索到相关文献,存在着较大的研究空间。因此,基于全面理解TLE患者脑自发活动的改变模式并分析多种不同IBA衡量指标间的一致性及互补性的研究目标,我们分别从局部活动特征（ALFF、fALFF）、局部同步或连接特征（ReHo、VMHC）及全脑连接特征（DC、GSCorr）的角度全面系统性地研究了单侧TLE患者脑自发活动的静态性和时域相关动态性特征,并探索了其与癫痫持续时长、癫痫严重程度、多种认知行为评分间的相关性。材料与方法1、本研究最终入组并分析了单侧颞叶癫痫患者共57例（右侧27例、左侧30例）,健康志愿者共42例。MRI数据采集使用德国SIEMEMS Prisma3.0TMR扫描仪,64通道头线圈。所有受试者均进行静息态SMS-BOLD-fMRI和3D T1WI高分辨结构像扫描,扫描过程中嘱患者闭上眼睛、保持清醒状态、身体静止不动、尽量不思考任何事情、不要入睡。对所有被试者进行临床资料采集和量表测评,包括:基本信息采集、发病年限、国立医院癫痫发作严重程度量表（national hospital seizure severity scale,NHS3）、简易精神状态量表（mini-mental state examination,MMSE）、记忆与执行筛查量表（memory and executive screening,MES）、蒙特利尔认知评估量表基础量表中文版（Montreal cognitive assessment-basic,MOCA-B）、听觉词汇学习测验（auditory verbal learning test,AVLT）、形状连线测试（shape trail making test,STT）。2、使用“静息态功能磁共振数据处理工具”（DPARSF）进行fMRI数据预处理,具体预处理步骤包括DICOM格式转换、去除时间点、时间校正、头动校正、空间标准化、回归协变量。3、脑自发活动静态指标的计算:在对脑功能数据进行了上述预处理后,利用“脑成像数据处理分析工具箱”（DPABI）进一步计算并分析了 6种rs-fMRI静态指标,包括 ALFF、fALFF、ReHo、DC、GSCorr、VMHC。4、脑自发活动动态指标的计算:使用DPABI软件中的时域动态分析（temporal dynamic analysis,TDA）模块中的滑动时间窗（sliding window）方法对脑自发活动的动态性指标进行计算。首先对BOLD时间序列进行滑动选取rectwin窗,窗宽为60个TR（60 s）,步长为30个TR（30 s）;然后在各个时间窗中,分别计算上述6种rs-fMRI静态指标;最后计算所有时间窗的各指标测量值的SD值,用以反映各个脑自发活动指标的在时间维度上的动态变化程度。5、基于扩大研究样本量且便于对患侧或对侧脑自发活动改变进行分析的考虑,在完成上述步骤后,将27例右侧TLE患者的各指标图像进行左右翻转后获得镜像图,即共获得57例左侧TLE数据,进行最后的统计分析。6、统计学分析:①临床资料和认知行为量表评分的比较:使用SPSS 17.0软件进行统计分析。如数据符合正态分布则进行独立样本t检验,反之进行秩和检验。两组间性别的比较采用χ2检验。均以P＜0.05为差异具有统计学意义。②两组间脑自发活动静态和动态指标的差异性分析:选取双样本t检验,并将年龄、性别、受教育程度、平均头动值作为协变量进行回归。为了避免多重比较谬误,采用高斯随机场（Gaussian random field,GRF）方法进行检验结果的多重比较校正,体素水平显著性阈值为Pvoxel＜0.005,团块水平显著性阈值为Pcluster＜0.05。7、颞叶癫痫组脑自发活动静态和动态性指标与临床资料、认知行为量表评分的相关性分析:以两组间差异区域的峰值体素为球形中心,围绕这些异常区域（半径=6mm）构建球形感兴趣区（region of interest,ROI）,提取ROI内相应指标的平均值。使用SPSS 17.0软件将上述各指标值与发病年限、NHS3、MMSE、MES、MOCA-B、AVLT（N1-N5、再认）、STT-A、STT-B 评分进行了Spearman秩相关性分析。以P＜0.05定义为两者间的相关性具有统计学意义。8、结果稳定性评估:采用不同参数（GSR回归、FWHM平滑核、滑动窗宽/步长）对结果进行了重新计算。结果1、颞叶癫痫组与正常对照组临床资料、认知行为量表评分的比较:两组被试间的年龄、性别差异未见明显统计学意义（P＞0.05）。颞叶癫痫组患者的9项认知行为量表评分（MMSE、MES、MOCA-B、N1、N2、N3、N4、N5、再认）均低于正常对照组,而STT-A和STT-B测试耗时高于正常对照组（P＜0.05）。2、颞叶癫痫组脑自发活动静态指标的异常及其与临床指标、认知评分的相关性:2.1 ALFF的组间差异:相对于正常对照组,颞叶癫痫组在左侧扣带回、小脑、海马、丘脑、补充运动区、楔前叶、楔叶以及右侧苍白球、豆状核、杏仁核、海马旁回等区域的ALFF值升高,而在右侧小脑上叶、中央前后回、三角部额下回、额中回、眶额回等区域的ALFF值减低（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。对于左侧扣带回、小脑、海马、右侧苍白球呈正激活的区域,其ALLF值与病程间呈正相关;但对于右侧中央后回及眶额回呈负激活的区域,其ALFF值与病程间呈负相关;左侧小脑及海马、右侧苍白球的ALLF值与STT耗时呈正相关;左侧楔前叶的ALFF值与MMSE、MOCA、AVLT呈正相关（P＜0.05）。2.2 fALFF的组间差异:颞叶癫痫组在右侧海马、杏仁核、颞极以及左侧海马、海马旁回、丘脑、颞中回、颞下回、缘上回、补充运动区、内侧额上回、桥脑等区域的fALFF值升高,而在左侧颞上回、颞中回、缘上回、顶下缘角回、角回以及右侧中央前后回、额下回、额中回等区域的fALFF值减低（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。对于呈正激活的右侧海马区域,其ALLF值与病程间呈正相关;但对于呈负激活的右侧中央后回区域,其fALFF值与病程间呈负相关;双侧海马、左侧丘脑的fALLF值均与STT耗时呈正相关,部分与MMSE、MOCA、AVLT一再认呈负相关（P＜0.05）。2.3 ReHo的组间差异:颞叶癫痫组在左侧颞上回、颞中回、颞下回、颞极、顶下缘角回、缘上回等区域的ReHo值减低,在左侧补充运动区及内侧额上回等区域的 ReHo 值升高（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。左侧颞中回ReHo值与病程呈负相关,与MMSE、MOCA呈正相关;左侧补充运动区ReHo值与STT耗时呈负相关（P＜0.05）。2.4DC的组间差异:颞叶癫痫组在左侧颞上回、颞中回、颞下回、颞横回、颞极、缘上回等区域的DC值减低,在左侧楔前叶、楔叶、距状裂周围皮层、补充运动区等区域的 DC 值升高（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。左侧补充运动区的DC值与STT-A呈负相关,左侧楔前叶的DC值与AVLT—再认得分呈正相关（P＜0.05）。2.5 GSCorr的组间差异:颞叶癫痫组在左侧颞上回、颞中回、颞下回、颞横回、颞极等区域的GSCorr值减低,在左侧颞中回、颞下回等区域的GSCorr值升高（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。呈正激活的左侧颞下回GSCorr值与AVLT得分呈正相关（P＜0.05）。2.6 VMHC的组间差异:颞叶癫痫组在双侧颞上回、颞中回、颞下回、颞极、梭状回、小脑上叶、楔前叶等区域的VMHC值减低（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。颞中回、小脑上叶、楔前叶的VMHC值与病程呈负相关;颞中回的VMHC值与MOCA呈正相关;楔前叶的VMHC值与STT-B呈负相关（P＜0.05）。2.7脑自发活动静态指标差异脑区的共性分析:上述多种指标所检出的差异脑区间有较多的重叠情况,主要列举如下:①ALFF和fALFF的差异脑区有较多重叠,在双侧颞叶内侧结构、患侧丘脑及补充运动区均升高,在对侧的中央前后回及外侧额叶区域（额下回、额中回）均减低。②ALFF、fALFF、Reho、DC这4项指标值在患侧补充运动区均呈现统一的升高趋势。③ALFF和DC值在患侧楔叶、楔前叶均升高,VMHC值在双侧楔前叶降低。④ALFF和VMHC值在小脑区域出现异常改变。⑤TLE组fALFF、Reho、DC、GSCorr、VMHC这5项脑指标值在患侧颞叶外侧结构（颞上中下回、颞极）区域均呈现统一的减低趋势。⑥大多数静态指标与病程长短及部分认知评分具有一定的相关性。3.颞叶癫痫组脑自发活动动态指标的异常:3.1动态ALFF（SDALFF）的组间差异:颞叶癫痫组在双侧海马、丘脑、嗅皮质、内侧和旁扣带回,左侧后扣带回、楔前叶、小脑,以及右侧杏仁核、基底节等区域的SDALFF值升高,在右侧小脑上叶、右侧眶额回、额上回、直回等区域的 SDALFF值减低（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。对于呈正激活的左侧小脑上叶、双侧丘脑,其SDALFF值与病程呈正相关;但呈负激活的右侧小脑上叶SDALFF值与病程呈负相关;双侧丘脑的SDALFF值与STT耗时呈正相关,与MES或MOCA呈负相关（P＜0.05）。3.2动态fALFF（SDfALFF）的组间差异:颞叶癫痫组在双侧补充运动区、左侧内侧额上回及前扣带回、右侧背外侧额上回等区域的SDfALFF值升高（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。右侧背外侧额上回 SDfALFF值与病程、MES、MOCA、AVLT（N3、N5、再认）呈正相关,与STT-A呈负相关（P＜0.05）。3.3动态ReHo（SDReHo）的组间差异:颞叶癫痫组在左侧颞上回、颞中回、颞横回、缘上回以及右侧距状裂周围皮层、楔叶等区域的SDReHo值降低（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。右侧距状裂周围皮层 SDReHo值与病程、STT-B呈负相关;左侧颞上回SDReHo值与AVLT（N3、再认）呈负相关,与STT-A呈正相关（P＜0.05）。3.4动态DC（SDDC）的组间差异:颞叶癫痫组在双侧距状裂周围皮层及楔叶、左侧枕上回、左侧舌回、左侧颞上回、右侧楔前叶等区域的SDDC值降低,在左侧颞中回等区域的SDDC值升高（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。对于呈正激活的左侧颞中回,其SDDC值与病程、AVLT（N2、N3、再认）呈正相关;对于呈负激活的左侧颞上回、双侧距状裂周围皮层,其SDDC值与AVLT（N3、再认）呈负相关;左侧距状裂周围皮层的SDDC值与病程呈负相关（P＜0.05）。3.5动态GSCorr（SDGSCorr）的组间差异:颞叶癫痫组在双侧距状裂周围皮层、双侧楔叶、左侧枕上/中/下回、左侧颞上回及颞横回、右侧舌回等区域的SDGSCorr值降低（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。左侧距状裂周围皮层、左侧颞上回的SDGSCorr值与AVLT（N3、再认）呈负相关;左侧距状裂周围皮层的SDGSCorr值与病程呈负相关（P＜0.05）。3.6动态VMHC（SDVMHC）的组间差异:颞叶癫痫组在双侧距状裂周围皮层、楔叶、中央旁小叶等区域的SDvMHC值降低（GRF corrected,Pvoxel＜0.005,Pcluster＜0.05,T=2.63）。3.7脑自发活动动态性指标差异脑区的共性分析:根据上述结果综合分析发现多种动态性指标所检出的异常脑区间有较多的重叠情况,且部分动态和静态指标的结果间存在一致性。主要结果有:①TLE患者SDReHo、SDDC、SDGSCorr、SDVMHC、指标间体素动态一致性这5项指标值在视觉网络区（双侧距状裂周围皮层、双侧楔叶等）均呈现统一的减低趋势,而在相应的静态指标中未检出视觉网络区的异常改变。②SDReHo、SDDC、SDGSCorr及其相应的静态指标在患侧外侧颞叶（颞上中回、颞横回）结构均呈现减低趋势。③对于SDfALFF和静态fALFF而言,患侧补充运动区、内侧额上回区域均出现异常升高改变。④对于SDALFF和静态ALFF而言,其异常脑区重叠较多,双侧内侧颞叶部分结构及丘脑、患侧小脑、扣带回、楔前叶、对侧基底节等区域出现一致性异常升高改变,对侧小脑上叶、眶部额上/中回等区域出现一致性异常减低改变。⑤大多数动态指标与病程长短及部分认知评分具有一定的相关性。结论1、对于颞叶癫痫患者,静态和动态性脑自发活动相关指标（ALFF、SDALFF、fALFF、SDfALFF、ReHo、SDReHo、DC、SDDC、GSCorr、SDGSCort、VMHC、SDvMHC）的联合应用在多个方面具有重要应用价值,包括颞叶癫痫异常神经元活动的检出、致痫灶的定侧、癫痫活动传播和抑制通路的探索、认知功能损伤或代偿机制的分析。2、脑自发活动的时间动态性指标有助于对静态指标的深入验证和全面补充,多种动静态指标的联合能够揭示更为真实可靠的异常神经元活动。