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背景婴儿痉挛症(Infantile spasms,IS)为癫痫的子类,发病早,预后差。经治疗近半数患者转变成难治性癫痫,症状消失者近90%存在认知功能障碍。目前针对婴儿痉挛症的研究主要集中于遗传缺陷、代谢、药物治疗层面,其发病机制尚无确切定论。研究者将图论(Graph theory)等方法应用于脑影像数据证实脑网络具有“小世界”、模块化等拓扑特性;神经精神性疾病如精神分裂症、癫痫等的发生、发展与多个脑区的神经元协同作用有关。目前将图论、功能连接(Functional connectivity,FC)、低频振幅(Amplitude of low-frequency fuctuation,ALFF)等方法应用于婴儿痉挛症功能磁共振成像(funcitonal Magnetic Resonance Imaging,fMRI)数据进行脑网络层面的研究较少,因此本课题欲通过对婴儿痉挛症功能脑网络的研究了解大脑的信息处理模式,寻找与其相关的影像学标记。目的通过对婴儿痉挛症全脑功能网络拓扑属性和子网络FC、ALFF等的分析,寻找特异性指标对异常脑区进行精准定位。方法本研究采用图论研究方法基于受试者的fMRI数据构建个体功能脑网络,对全脑功能网络进行直接网络比较;计算网络的“小世界”属性、网络效率、模块内及模块间的FC边数、节点属性,分析异常指标与临床特征的相关性;采用FC、ALFF两种方法分析默认网络(Default mode network,DMN)内脑区血氧水平依赖(Blood Oxygen Level Dependent,BOLD)信号的组间差异。结果1.直接网络比较得出3个FC显著增强的连通成分,5个FC显著降低的连通成分。增强的连通成分主要分布于后扣带回与各脑叶间。降低的连通成分主要分布于感觉运动相关脑区、枕叶、DMN内部脑区。2.全局属性的分析结果显示标准化的特征路径长度、标准化的聚类系数、小世界特征值、局部效率显著下降,全局效率显著增加。3.模块化的分析结果显示DMN、额顶叶网络内FC边数显著下降,DMN内FC边数与癫痫发作频率呈负相关。枕叶网络与带状盖网络间的FC边数显著增加且与癫痫发作频率呈正相关。4.脑网络节点属性的分析结果显示颞下回、楔前叶、后扣带回、枕叶脑区的聚类系数显著降低。5.DMN脑区FC、ALFF的分析结果显示楔前叶、海马旁回、颞中回脑区BOLD信号显著降低。结论本研究通过对婴儿痉挛症患儿功能网络的分析,发现婴儿痉挛症患儿存在可能与癫痫有关的异常连通成分,不只与单个脑区有关;功能网络的拓扑特性遭到破坏,更趋于随机化。DMN内部脑区、枕叶网络与带状盖网络间脑区功能信号的同步性可能与癫痫发作有关。婴儿痉挛症患儿DMN内部脑区受到损伤,损伤部位可能为楔前叶、后扣带回等脑区。以上相关的异常指标有可能为婴儿痉挛症的影像学标记,后续将通过多模态成像技术分析进行验证。