Page 92 - 南京医科大学学报自然科学版
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第43卷第12期
·1708 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2023年12月
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改善 。然而,临床上仍有约 50%的 DRE 患者在接 者癫痫发作情况和对 VNS 的耐受情况,每隔 3 个月
受 VNS 治疗后,发作减轻不够明显;10%的 DRE 患 调整 1 次参数,以保持最佳控制效果。从南京脑科
者发作症状没有得到任何改善 。至今,VNS 调节 医院的职工中招募 14 例年龄和性别匹配的健康被
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DRE患者神经系统减轻发作的机制仍然未知。 试作为对照组。所有健康被试均接受MEG、MRI和
复杂网络分析为研究 VNS 调控 DRE 患者神经 神经系统检查及心理测试,均无神经或精神病史。
系统的作用机制提供了一个有效方法。该方法将 本研究经南京医科大学附属脑科医院伦理委员会
脑区看作网络节点,脑区之间的相关性活动看成网 批准,所有患者和正常被试在参加研究前均签署知
络节点之间的连接。一些研究试图通过调查 DRE 情同意书。
患者在接受 VNS 治疗前后脑网络功能或结构连接 1.2 方法
的改变,来研究VNS减轻癫痫发作的机制 [5-6] 。这些 1.2.1 MEG数据采集
研究认为,在长期的 VNS 作用下,DRE 患者的脑网 使用加拿大全脑275通道CTF系统采集每个被
络发生了重组。然而,随着 VNS 作用时间的改变, 试的 MEG 数据。被试躺在磁屏蔽室里,要求闭眼,
DRE患者的脑网络重组可能有不同的变化。目前, 保持头不动。MEG 数据采集期间,3 个小线圈分别
基于脑网络重组的 VNS 减轻 DRE 发作的机制研究 连接到被试的左、右耳前点和鼻根部以确定被试头
仍然没有一致的结论。 部位置。迷走神经刺激器的运行时间设置为 30 s,
本研究采集正常被试和 DRE 患者的静息态脑 间隔时间为5 min,刺激频率为30 Hz。每个DRE 患
磁图(magnetoencephalography,MEG)数据及 DRE 患 者,采集 2 段周期时间为 6 min 的 MEG 数据。每个
者迷走神经刺激器开机时的MEG数据,分析VNS发 健康被试,采集 5 段周期时间为 2 min 的 MEG 数
生时对 DRE 患者脑网络功能连接的即时影响。 据。数据采样率为 1 200 Hz,采用三阶梯度噪声消
MEG作为非侵入性电生理技术之一,相比常规脑电 减技术进行降噪。在每个采集周期中,如果被试头
图(electroencephalogram,EEG)具有更好的空间分 部位置变化超过5 mm,数据将需要重新采集。
辨 率 ,相 比 功 能 磁 共 振(functional magnetic reso⁃ 1.2.2 MRI扫描序列
nance imaging,fMRI)具有更好的时间分辨率,适宜 MRI 数据的采集使用德国西门子 3.0 T 磁共振
进行 DRE 患者的脑网络构建和性质研究。假设静 扫描仪。MRI扫描序列与本团队最近已发表论文中
息态 DRE 患者的脑功能连接和健康被试相比有显 的扫描序列相同 。MRI 扫描序列如下:①T1 加权
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著差异,而即时VNS能够缩小这种功能连接上的差 序列,重复时间(TR)7.5 ms;回波时间(TE)最小完
异。本研究有助于理解 VNS 抑制 DRE 发作的作用 整;翻转角 15°;视野(FOV)240 mm× 240 mm;体素
机制,为临床上提高VNS的疗效提供帮助。 尺寸 1 mm× 1 mm× 1 mm。②T2 加权,二维液体衰
减反转恢复序列(FLAIR),TR 8 000 ms;TE 120 ms;
1 对象和方法
反转时间 2 000 ms;矩阵 192 × 256;FOV 240 mm×
1.1 对象 240 mm;冠状面和水平面切片厚度5 mm。为与 MEG
选取在2021年1月—2022年6月在南京医科大 数据配准,在MRI扫描过程中,3个头定位标记分别
学附属脑科医院接受 VNS 手术治疗的磁共振成像 贴附在被试的左、右耳前点和鼻根,位置与MEG数据
(magnetic resonance imaging,MRI)阴性的 14 例 DRE 采集时所使用3个小线圈的位置相同。
患者。男女各7例;均为右利手;年龄(32 ± 8)岁,范围 1.2.3 数据预处理
15~45 岁;发病初始年龄为(17± 9)岁;病程(15± 6) 使 用 独 立 成 分 分 析(independent component
年;使用药物治疗的种类为(3.1 ± 0.6)种;发作频数 analysis,ICA)方法去除 MEG 数据中的眼电和心电
为(11 ± 8)次/周。所有患者在接受 VNS 手术治疗 伪迹,使用陷波滤波方法去除 50 Hz 工频噪声。为
前,均进行视频 EEG、MRI、MEG 和全面的神经系统 去除 MEG 数据中由迷走神经刺激器引起的强电磁
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检查。在VNS设备(PINS,Model G111)植入后7 d,开 干扰,本研究采用 Sekihara 等 在 2016 年提出的双
启VNS治疗。初始参数设为输出电流0.2 mA,脉冲工 重信号子空间投影(dual signal subspace projection,
作时间30 s,间隔时间5 min,振荡频率30 Hz和脉宽 DSSP)方法。DSSP方法是一种空间滤波方法,主要
250 μs。之后每隔1~2周上调输出电流0.2~0.5 mA, 用于在MEG数据中滤除由于植入迷走神经刺激器引
一般8周后,输出电流可调至1.5 mA。然后,根据患 起的电磁噪声。对于每个DRE患者,抽取2个30 s刺