難治性癲癇患兒潛在的腦語言重組fNIRS腦電圖和fMRI比較

1.研究背景

使用功能磁共振成像(fMRI)和功能近紅外光譜(fNIRS)等非侵入性技術(shù)對難治性癲癇患者進(jìn)行手術(shù)候選性調(diào)查，以評估術(shù)前語言側(cè)化。然而，這些技術(shù)的臨床價(jià)值仍然不清楚，特別是在兒科人群。本病例研究描述了一名因左顳葉腫瘤接受多次切除手術(shù)的難治性癲癇男孩，在手術(shù)前和手術(shù)后反復(fù)使用fMRI、功能性近紅外光譜和腦電圖(fNIRS EEG)進(jìn)行語言定位。比較兩種神經(jīng)成像技術(shù)在該病人中的價(jià)值。

2.研究方法

2.1 實(shí)驗(yàn)被試

患者足月出生，無癲癇家族史。他表現(xiàn)出正常的語言和運(yùn)動發(fā)育和右利手。癲癇發(fā)作發(fā)生于5歲，每天發(fā)生3至4次耐藥性局灶性認(rèn)知障礙癲癇發(fā)作。他的癲癇發(fā)作包括意識喪失20至45秒，并伴有自發(fā)性。他的核磁共振成像顯示，左顳葉有一個(gè)神經(jīng)膠質(zhì)腫瘤。6歲時(shí)，患者接受了術(shù)前評估，隨后第一次切除腫瘤。術(shù)后兩個(gè)月，每日頑固性癲癇復(fù)發(fā)。第二次術(shù)前評估，并在10歲時(shí)第二次切除腫大的腫瘤。最初的術(shù)前和術(shù)后認(rèn)知評估顯示，患者的智力功能正常，伴有注意力和執(zhí)行功能缺陷，以及中度至重度的接受和表達(dá)障礙。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

表達(dá)性語言任務(wù)包括一個(gè)明確的語言流暢性任務(wù)(例如，盡可能多地說出動物的名字)。接受性語言測試采用被動的故事聽力測試。這兩項(xiàng)任務(wù)都是在休息期間交替完成的。結(jié)合fNIRS采集腦電圖(19個(gè)電極)，從fNIRS數(shù)據(jù)中識別和排除癲癇放電。由于技術(shù)上的限制，fMRI不可能同時(shí)進(jìn)行腦電圖。

感興趣區(qū)域包括布羅卡氏區(qū)或布羅德曼氏區(qū)44和45韋尼克氏區(qū)或布羅德曼氏區(qū)22 39和40，以及右側(cè)同源區(qū)。在語言側(cè)化方面，與休息時(shí)間相比，使用與每個(gè)語言任務(wù)相關(guān)的左半球(LH)和右半球(RH) ROIs的明顯血流動力學(xué)變化(p<0.05)來計(jì)算側(cè)化指數(shù)(LI)。LI的計(jì)算公式為((LH RH) / (LH + RH))。LI值在1到1之間，1到0.26之間，表示右半球優(yōu)勢，0.26到1之間，表示左語言偏側(cè)，接近0(0.25到0.25)表示雙側(cè)分布。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

10歲時(shí)，第二次手術(shù)前fNIRS顯示右半球在表達(dá)語言和接受語言方面均占優(yōu)勢(LI = 0.5和0.3，圖1)。相反，fMRI顯示左半球接受語言偏側(cè)(LI = 0.3)，表達(dá)語言結(jié)果不確定。第二次手術(shù)切除左側(cè)顳區(qū)。11歲時(shí)行術(shù)后fMRI檢查，患者無癲癇發(fā)作，顯示右半球接受語言優(yōu)勢(LI = 0.3)，證實(shí)了第二次術(shù)前fNIRS檢查結(jié)果。

圖1 10歲手術(shù)前fNIRS和fMRI結(jié)果

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本案例研究表明，fNIRS有助于定位癲癇和認(rèn)知或行為問題兒童的語言功能。為了驗(yàn)證孩子在錄音過程中是否正確理解指令并正確執(zhí)行任務(wù)，因此大聲執(zhí)行表達(dá)性語言任務(wù)是至關(guān)重要的，但這會產(chǎn)生肌肉和發(fā)音運(yùn)動偽影，這是功能磁共振成像難以容忍的。相反，fNIRS對運(yùn)動沒有很大的限制，這使得它適合于對患有行為障礙的幼兒進(jìn)行調(diào)查。并且，使用fMRI并不總是獲得穩(wěn)定性的結(jié)果。因此，可能需要多次掃描，這需要巨大的成本。

5.參考文獻(xiàn)及DOI號Vannasing, P., Cornaggia, I., Vanasse, C., Tremblay, J., Diadori, P., Perreault, S., Lassonde, M., & Gallagher, A. (2016). Potential brain language reorganization in a boy with refractory epilepsy; an fNIRS-EEG and fMRI comparison. Epilepsy & behavior case reports, 5, 34–37.

doi.org/10.1016/j.ebcr.2016.01.006