文摘
摘要目的:评估皮层萎缩的再现性及其临床意义在颞叶癫痫的光谱(框架),特别是对于手术后的结果。
方法:mri皮质厚度测量获得了105年的病人。共58海马萎缩在磁共振容量分析(TLE-HA)和47个正常海马体积(TLE-NV)。27患者重复扫描平均28个月的间隔。患者相比,48岁,sex-matched健康对照组。我们使用线性模型来评估皮质萎缩和控制癫痫手术后的效果。再现性的皮质萎缩在统计学上使用引导模拟评估。
结果:横向和纵向分析显示高度相似的拓扑和皮层变薄率在两个框架组,主要在frontocentral,颞叶和扣带回区域。引导方法表明,至少20名受试者每组必须可靠地观察这些模式框架的萎缩。此外,分析表明,即使样本大小的80年每组受试者,厚度差异TLE-HA TLE-NV将边际。对于手术后的结果,我们发现剩余癫痫与萎缩在temporopolar TLE-HA岛皮质,和在TLE-NV后象限。
结论:我们展示了高度的信心,静态和动态的影响同样影响癫痫患者的大脑皮层海马萎缩,患者正常海马体积。相反,区域预测不利手术后的结果是截然不同的,建议在这些两组不同的配置由癫痫引起的网络。
术语表
- 扣=
- 使用距离受限拉普拉斯算子解剖分割;
- 通用汽车=
- 灰质;
- 哈=
- 海马萎缩;
- LTLE=
- 左颞叶癫痫;
- NV=
- 正常海马体积;
- RTLE=
- 右颞叶癫痫;
- 框架=
- 颞叶癫痫;
- WM=
- 白质。
在颞叶癫痫(框架),1海马硬化的体内标志在MRI海马萎缩,2、3-85%的患者中约75%4和通常是良好的手术后的结果。在这些患者中,容量分析表明额外的萎缩在temporo-limbic地区,包括嗅,temporopolar,和侧颞皮层和丘脑。5 - 8此外,整个大脑形态测量学了遥远的变化主要在frontocentral地区。9 - 12这些发现表明,海马萎缩患者的病理(TLE-HA)包括一个宽corticosubcortical网络。这种变化的关系,手术后的结果,然而,仍不清楚。
尽管改善常规MRI,高达25%的患者明确electroclinical功能框架的耐火材料,海马容量分析是不起眼的,13、14尽管一些研究报道轻微增加T2信号。15日16缺乏大规模的MRI海马硬化的特点导致了一个稍微不同的命名组,包括MRI-negative,17矛盾的,18TLE-no,19不明原因引起的,20.或正常海马体积(TLE-NV)。14、15
手术标本的组织学TLE-NV显示一个较小的程度上比TLE-HA CA1神经损失的,13、14、21但类似颞皮质萎缩。22此外,我们已经表明严重的内嗅皮层和丘脑的萎缩在这些2组。5、7整个大脑分析,然而,提供了相互矛盾的结果对皮层损伤及其地形分布。19日,20日23
我们的目的是评估模式的TLE-HA皮质萎缩和TLE-NV试图澄清其临床意义,特别是对于手术后的结果。除了横断面分析,我们进行了纵向评价,解决可能的病理轨迹这两组之间的差异。此外,我们评估了再现性皮质萎缩对样本大小使用引导模拟方法。
方法
科目。
基于手工海马容量分析,5我们从我们的数据库分类框架医学上棘手的患者进入TLE-HA和TLE-NV。TLE-HA海马体积或一个两半球间的海马之外的不对称2 SD健康对照组的相应的均值。然后我们选择患者TLE-NV (n = 47)和TLE-HA (n = 58)的约束,没有年龄和性别的差异分布在患者和对照组。TLE-HA有年轻患者癫痫发作(t= 3.4,p< 0.002),癫痫的持续时间更长(t= 3.2,p< 0.002),发热性惊厥发生率更高(Fisher精确检验,p比TLE-NV < 0.001)。没有一个病人一软组织肿块(皮质发展畸形、肿瘤或血管畸形)或创伤性脑损伤。
人口统计学和临床数据是通过采访获得的病人和他们的亲属。病童诊断和偏侧性发作的焦点到左框架(LTLE)和右框架(RTLE)是由综合评价包括详细的历史、神经系统检查、回顾医疗记录,video-EEG录音在所有患者。
六十二(22 TLE-NV 40 TLE-HA)患者手术。七TLE-NV病人和30 TLE-HA病人接受选择性amygdalohippocampectomy。剩下的病人(即。,10框架- - - - - -哈and 15 TLE-NV) underwent an anterior temporal lobe resection. We determined surgical outcome according to the Engel classification scheme24平均随访时间为3.9±3.1年。33例(53%)患者的结果一级(Ia 28类,5类Ib), 10 (16%) II级,12(19%)第三类和第四2(3%)类;5例患者失访。虽然控制发作的患者的比例略高于TLE-HA比TLE-NV(58%)(45%),差异不显著(Fisher精确检验)。当比例的病人一个选择性的过程更比TLE-NV TLE-HA升高(75% vs 32%, Fisher精确检验,p< 0.003),控制发作病人2手术方法之间没有差别。定性病理分析后,海马硬化被发现在22/27(81%)的患者可用标本TLE-HA TLE-NV患者在11/17 (64%)。程度的细胞损失和神经胶质过多症通常是在TLE-HA患者更明显。没有一个病人显示病理皮质发育不良的证据。由于单纯的愿望,标本18例(29%)患者不适合组织病理学。
框架在我们人口的一个子集27例(15 TLE-HA 12 TLE-NV)拒绝接受手术的癫痫首先评估由我们团队。然而,这些病人同意后续磁共振扫描。12株最终跟随我们的建议,并在随后的住院治疗。总共57系列核磁共振扫描2到4扫描/主题。所有图片都获得同样的扫描仪。第一个和最后一个扫描的间隔是28±19个月(范围= 7 - 90个月)。
对照组由48岁,sex-matched健康个体。患者的详细信息和控制提出了表。
标准协议的审批、登记和病人同意。
蒙特利尔神经学研究所和医院的伦理委员会批准了这项研究,从所有参与者得到书面知情同意。
磁共振成像采集和处理。
在1.5 T MRI是Gyroscan(飞利浦医疗系统、埃因霍温、荷兰)使用一个三维T1-fast场回波序列(重复时间= 18 msec;回波时间= 10毫秒;较大的数量= 1;翻转角度= 30°;矩阵大小= 256×256;视野= 256×256毫米2;切片厚度= 1毫米),提供一个各向同性体元的体积= 1毫米3。每个图像进行自动修正强度不均匀性和强度标准化。25图像线性注册到一个标准化的立体定位空间基于Talairach地图集。26
皮质厚度测量、图像分为灰质(GM)、白质(WM)和脑脊液。生成的模型表面皮质和皮质厚度测量成千上万surface-spanning顶点,我们应用受限拉普拉斯算子使用邻近解剖分割(扣)算法。27扣反复弯曲表面网格适应之间的边界WM和通用的分类图像。然后,它扩展了WM /通用边界沿着拉普拉斯算子地图生成第二个外表面,沿着通用/ CSF边界。提取表面使用一个二维非线性一致注册程序,提高了解剖对应顶点的所有科目。28在以前的工作中,29日厚度数据使用的基于模糊diffusion-smoothing内核的保留皮质网络拓扑特性的20毫米的半最大值宽度。
统计分析。
统计分析进行了使用SurfStat工具箱(http://www.math.mcgill.ca/keith/surfstat/Matlab) (Mathworks R2007a,纳蒂克,MA)。
横截面分析萎缩。
我们评估是否皮质厚度减少在每个框架组(例如,LTLE-HA、LTLE-NV RTLE-HA RTLE-NV使用1-tailed)相对于控制t测试在每个顶点。
在一个单独的分析,我们使用2-tailed TLE-NV直接TLE-HA相比t测试。最后,我们进行了一个分析局限于患者手术后完全控制发作(即。,恩格尔类Ia)。从LTLE厚度数据和RTLE结合和分析相对于由癫痫引起的叶(即。同侧和对侧的,没收聚焦)提高统计能力。
代表性的再现性和功率分析。
我们评估发现萎缩的再现性框架对样本大小用引导的方法。框架为每个组和健康对照组,我们随机子样品15日20或25主题替换100倍。后,放回抽样随机图纸个体从原始样本,这个人之前放回画下一个。在每个迭代中,然后执行vertex-wise 1-tailedt测试之间的随机抽样框架和子样品的控制。最后,我们绘制的概率显著萎缩到每个顶点在所有100次迭代。
我们估计所需的样本量检测显著萎缩TLE-HA相对使用vertex-wise TLE-NV实力分析。
纵向分析萎缩。
检查患者的动态变化在厚度多个扫描,我们拟合线性mixed-effects模型包含一个固定时间从基线扫描和随机主题皮质厚度在每个顶点。我们测试了从基线扫描时间的负面影响。然后我们评估的差异逐渐变薄TLE-HA和TLE-NV之间使用线性mixed-effects交互模型。
此外,我们评估之间的交互发作频率和进步的皮质萎缩。基于中位数7.5癫痫的发作频率/月(范围0.1 - -102),我们将纵向组划分为那些有许多癫痫(> 7.5发作/月)和一些癫痫(≤7.5发作/月)。
结果分析。
我们评估完全发作的影响(即自由。,Engel Class Ia compared to Engel Ib–IV) following surgery on cross-sectional and longitudinal cortical thickness changes in TLE-HA and TLE-NV using linear models.
修正多重比较。
我们从vertex-wise纠正意义分析集群上使用随机场论nonisotropic图像水平。30.这控制的机会报告假阳性发现低于0.05。为了说明趋势,意义也显示的未修正的阈值p< 0.005。
结果
横断面组分析。
结果所示图1。控制相比,TLE-HA皮层萎缩和TLE-NV有类似的模式。LTLE-NV双边额叶皮质萎缩(p同侧侧颞(< 0.004),p< 0.002),双边temporo-occipital区域(p< 0.04)。这一趋势也观察到在身体的同侧的内嗅区。LTLE-HA在双边额叶萎缩(p< 0.0001)、侧颞(p< 0.02),temporo-occipital(同侧p< 0.03;对侧的趋势p< 0.005未修正的),同侧mesial-temporal(嗅皮质,海马temporopolarp< 0.0001)。趋势被认为在侧前额和temporopolar地区。在RTLE,变化的模式是类似于LTLE除了侧颞侧变薄,在场TLE-HA和TLE-NV发作的焦点。此外,萎缩的分布并不广泛。
对比TLE-HA TLE-NV。
组织并没有发现差异的直接比较整体的意思是皮质厚度TLE-HA相对于TLE-NV (−1.5%,t= 1.57,p= 0.13)。的直接vertex-wise对比TLE-HA TLE-NV透露也没有皮层不同,但是同侧mesiotemporal TLE-HA变薄(p< 0.01)(图上e-1A首页®网站www.首页neurology.org)。权力分析基于这些结果表明,即使是低功率为0.75(α= 0.005,最低集群大小20点),我们需要一个总样本量超过160例检测边缘皮层厚度这两组之间的差异(图e-1B)。
单独分析19 TLE-HA和9 TLE-NV类Ia手术后的患者结果证实侧mesiotemporal变薄(p< 0.01),两组之间唯一的区别。
纵向分析。
Vertex-wise分析(图2)显示集群的进步双边额叶皮质萎缩(眶外侧额叶),后壁,颞(横向和基底)和侧扣带回区域(p< 0.01)。在每个重要的集群,负面影响是指皮质厚度范围从0.02到0.05毫米/年。负面影响在TLE-HA和TLE-NV非常相似。事实上,交互分析的斜坡上并没有发现任何区别2框架组(t < 1.3,p< 0.18)。
图2纵向分析
进展在颞叶癫痫皮质萎缩。对于每个重要的集群,vertex-wise意味着每年皮质萎缩的速度(毫米/年)。insets显示mixed-effects模型在每个集群平均厚度;颞叶癫痫模型与正常海马体积(TLE-NV)策划作为一个坚实的黑线,颞叶癫痫模型与海马萎缩(TLE-HA)作为坚实的红线,两组和模型相结合作为一种固体灰线。集群的意义(t> 3.0 > 2.0,程度分解元件)确定使用随机场理论。
我们并没有发现明显的发作频率的影响随机场理论校正后皮质萎缩。然而,有小的趋势(p< 0.005未修正的)更快的皮质萎缩患者高同侧颞下回和对侧的发作频率的中心区域。
皮层萎缩的手术结果的关系。
比较萎缩的意思是皮质厚度在集群之间每个框架组和控制(见图1),我们没有观察到任何差异(t < 1.3,p> 0.15)之间控制发作(类Ia)和non-seizure-free个人(类Ib-IV)。另一方面,在TLE-NV vertex-wise比较non-seizure-free相对于控制发作个人身体的同侧的后laterotemporal透露,和侧顶叶和枕变薄(p未修正的p < 0.025)。在TLE-HA non-seizure-free病人显示同侧temporopolar和双边的萎缩(p< 0.05,图3)。趋势也发生在侧眶额和前扣带地区。
图3手术结果的预测因子
区域的皮质萎缩患者残余癫痫(恩格尔类Ib-IV)相比,控制发作病人手术后(恩格尔类Ia)所示。显著的集群(t> 1.5 > 2.6,程度分解元件),使用随机领域理论阈值,表示。未修正的意义也显示p< 0.025。
在纵向分析,我们注意到更多的进步双边frontocentral稀释在4 non-seizure-free相对于8个人控制发作(p< 0.01)无论病童分组。
讨论
歧视的皮质萎缩模式,我们执行单独的横断面比较TLE-HA和TLE-NV控件,并观察到严重和高度可再生的两组皮层变薄,主要在frontocentral和侧颞区域。2患者群体之间的直接比较显示只在TLE-HA mesiotemporal地区更为显著萎缩。vertex-wise电源提供的信心在我们的研究结果分析证明我们的研究是足够动力,缺乏分离皮层萎缩这两组之间确实是由于大小的影响几乎可以忽略不计。在纵向分析中,我们观察到等效的双边额,时间,扣带薄框架在两组。,这些发现表明,TLE-HA和TLE-NV也有类似的模式的静态和动态病理皮层区域远离没收的焦点。
与之前的整个大脑分析,框架歧视团体海马体的定性分析的基础上,19日,20日23我们进行容量分析客观、敏感意味着识别萎缩。5、8、14我们的工作也不同于以往的研究对临床选择标准。事实上,当一个报告包括创伤后癫痫患者,19没有我们的受试者癫痫与头部外伤有关,因为他们可能比框架nontraumatic呈现不同临床病理的特点。31日这排除潜在的混淆与结构性变化由于创伤本身。32另一方面,我们的框架子组对不同临床特点包括癫痫发病年龄、癫痫、持续时间和发热性惊厥史的患病率,先前的研究发现也看到。18 - 20
虽然整体协议广泛frontolimbic TLE-HA萎缩,33皮层损伤的地形分布TLE-NV辩论。很可能遇到的一些变化在不同研究统计力量不足造成的。在这里,我们评估模式的再现性萎缩的实施引导重采样的方法,从而近似的可变性的形态学研究框架。萎缩在我们集团的模式比较在至少75%的可再生的模拟与样品一起使用时每组20多个主题。再现性较小的样本大小,另一方面,低于水平的机会。这些结果表明,研究对象相对较少可能患重现性较低,可能是因为有限的权力和违规使用参数统计时的分布假设。
我们的结果显示一个更大的程度上在LTLE结构异常,根据数据分布形态测量学。11日,34所提出的扩散磁共振成像在健康个体,temporofrontal网络可能是更广泛的连接(即占统治地位。一般左)半球,可能是因为他们参与语言的功能。35这样增加解剖连接可能导致更强烈的被传播在左半球和神经元损失LTLE更为显著。
我们进行了纵向评价,解决可能的病理轨迹TLE-HA和TLE-NV之间的差异可能是错过了横断面的映射。纵向的稀释率这两个组是惊人地相似,包括双边额,中央,扣带、侧颞皮层。虽然相对较小的纵向样本可能限制了功率检测的全部损害在每个框架组,我们发现等效尽管发生不同程度的mesiotemporal叶皮层动态病理框架进一步支持这一概念,这两个实体是同一频谱的一部分,事实上纵向变化最有可能反映二次发作的影响。36我们没有分析癫痫发作频率和皮质萎缩的影响分别框架2组。然而,当合并组,我们发现趋势加快皮质萎缩患者的发作频率高侧颞下叶和侧中央皮质。加上之前累积的结构和代谢变化的结果,29、37、38这些结果提供了令人信服的证据表明,框架很可能进步的障碍。我们没有纵向数据用于我们的健康对照组。然而,在先前的研究中,29日我们在统计上强调横向差异的老化效应框架患者和健康对照组之间显示,皮质萎缩患者远远大于正常老化在扩展的皮层区域。
海马萎缩被认为是最可靠的结构的MRI异常预测有利的手术后的结果。39、40然而,TLE-HA比例相对较高的残余癫痫患者手术后激励寻找额外的形态学替代标记物预测结果。
广泛的皮层损伤的预测价值对手术还不清楚。我们事后评价在集群中重要的皮层变薄横断面组分析探测到并没有透露任何皮层萎缩的程度和手术结果之间的关系。然而,在整个皮质区域公正的分析揭示了剩余癫痫和边缘之间的关联包括temporopolar萎缩,孤立、TLE-HA扣带皮质,和后象限,尤其是在TLE-NV的交界处。因此,尽管共享皮层萎缩的临床症状学和模式,可能反映了癫痫的后果,我们的研究表明,映射分别由癫痫引起的网络的配置必须可靠地确定癫痫手术后结果在这些框架2组。
作者的贡献
统计分析是由公元前伯恩哈特和n博士;8:32。
承认
作者感谢患者参与了这项研究。
信息披露
公元前Berhardt已收到研究蒙特利尔神经学研究所的支持和萨癫痫的基础。外耳,博士和a . n; 8:32博士;8:32报告没有披露。
脚注
研究经费:由加拿大卫生研究院研究(CIHR拖把- 57840和CIHR拖把- 93815)。博是由蒙特利尔神经学研究所的JT Costello奖学金和萨癫痫的基础。
披露:作者披露提供的文章。
收到12月2日,2009年。2010年2月17日,接受的最终形式。
