Page 93 - 南京医科大学学报自然科学版
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第43卷第12期 陈芳卿,李跃军,朱海涛,等. 迷走神经刺激对难治性癫痫脑功能连接的即时效应[J].
2023年12月 南京医科大学学报(自然科学版),2023,43(12):1707-1713 ·1709 ·
激器运行和 2 个 30 s 刺激器关闭时间段的 MEG 数
2 结 果
据。对于每个健康被试,抽取两个 30 s 数据片段作
为对照。然后,将每个被试抽取的共60 s MEG数据 相比正常被试,DRE 患者在 delta、theta、alpha、
分割成20个时长为3 s的片段。将所有数据片段分 beta 和 gamma 频段均有显著增强的脑功能连接(图
6 个频段进行带通滤波,包括 delta(1~4 Hz)、theta 1)。在 delta 频段,DRE 患者组相比正常组,有 1 条
(4~8 Hz)、alpha(8~13 Hz)、beta(13~30 Hz)、gamma 显著增强的脑功能连接,即右侧颞横回⁃眶内额上回
(30~80 Hz)和 ripple(80~250 Hz)频段。所有 MEG (right HES⁃ORBsupmed,校正后 P=0.048 0);在 theta
数据均在 MATLAB 平台上使用 FieldTrip 工具包进 频段,有 15 条显著增强的脑功能连接(表 1);在 al⁃
行处理与分析。 pha频段,有6条显著增强的脑功能连接,分别是:左
1.2.4 脑网络重构与功能连接计算 侧丘脑⁃颞极颞上回(left THA⁃TPOsup,校正后 P=
使用每个被试的MRI构造头模型。在FieldTrip 0.007 5),左侧丘脑⁃颞极颞中回(left THA⁃TPOmid,
工具包中,选择网格间距为8 mm的源模板作为每个 校正后 P=0.000 2),左侧尾状核⁃颞极颞中回(left
被试的源空间模型。将每个被试的源模型与头模 CAU⁃TPOmid,校正后P=0.004 2),左侧颞下回⁃豆状
型配准。使用最小模估计(minimum norm estima⁃ 苍白球(left ITG⁃PAL,校正后P=0.028 9),左侧丘脑⁃
tion,MNE)方法将每个被试的MEG数据溯源到被试 右侧枕下回(left THA⁃right IOG,校正后P=0.004 4),
的源空间,源空间模型上的每个格子点可以得到一 左侧颞上回⁃右侧颞极颞中回(left STG⁃right TPO⁃
个源活动的时间序列。采用自动解剖标记(automat⁃ mid,校正后 P=0.016 0);在 beta 频段,有 1 条显著增
ed anatomical labeling,AAL)模板将源空间的格子点 强的脑功能连接,即右侧尾状核⁃三角部额下回
划分到90个脑皮质区。以距离每个脑区中心最近格 (right CAU⁃IFGtriang,校正后 P=0.031 1);在 gamma
子点的源活动代表脑区的源活动,抽取代表90个脑 频段,有4条显著增强的脑功能连接,包括左侧枕中
区源活动的时间序列。对于每个被试的每个频段, 回⁃补充运动区(left MOG⁃SMA,校正后P=0.0282),左
通过计算90个源活动时间序列之间的同步性,可以 侧角回⁃梭状回(left ANG⁃FFG,校正后P=0.043 7),左
获得一个源极网络的邻接矩阵。本研究使用加权 侧 距 状 裂 周 围 皮 层 ⁃ 右 侧 缘 上 回(left CAL ⁃ right
相位延迟指数(weighted phase lag index,WPLI)方 SMG,校正后 P=0.029 2),左侧枕上回⁃右侧梭状回
法 计算源极网络的邻接矩阵。WPLI 方法的计算 (left SOG⁃right FFG,校正后 P=0.004 8)。相比正常
[9]
公式如下: 组,在多重比较校正后,没有发现 DRE 患者组有显
Χ
| Ε{I{Χ | } } | | Ε{|I{ } |sgn(I{Χ } ) } | | 著降低的脑功能连接。
WPLI = = (1) 当VNS发生时,相比无刺激时,DRE患者在theta
Ε{|I{ } } | Ε{|I{ } } |
Χ
Χ
和alpha频段发现有显著降低的脑功能连接(图2),没
其中,E{.}代表期望算子,I{X}表示复数的虚部,
有发现有显著增强的脑功能连接。在theta频段,DRE
X 指 2 个信号的交叉谱。本研究中,将 AAL 模板的 患者刺激态组相比静息态组,有 2 条显著降低的脑
90个脑区作为网络节点,脑区之间的邻接矩阵(WP⁃
功能连接,包括左侧丘脑⁃右侧距状裂周围皮层(left
LI值)作为网络的边,即功能连接。
THA⁃right CAL,校正后 P=0.028 4)和左侧额中回⁃
脑网络的可视化使用北师大软件BrainNet工具 右侧嗅皮质(left MFG⁃right OLF,校正后P=0.039 7);
包 。 在 alpha 频段,有 1 条显著降低的脑功能连接,即左
[10]
1.3 统计学方法
侧丘脑⁃颞极颞中回(left THA⁃TPOmid,校正后 P=
统计分析使用 MS Windows 平台的 IBM SPSS 0.026 9)。
(版本22)软件或Matlab工具包。定量数据用均值±
标准差(x ± s)表示,组间年龄差异使用独立样本t检 3 讨 论
验,性别差异采用卡方(χ)检验。DRE 患者和正常 VNS治疗DRE虽已成为临床可选,但其作用机
2
组的静息态功能连接差异使用独立样本 t 检验, 制仍然未知。本研究使用 MEG 直接记录 VNS 发生
DRE 患者刺激组和静息态组之间的功能连接差异 时 DRE 患者的脑磁信号,调查即时 VNS 对 DRE 患
使用配对样本 t 检验。多重比较 P 值的校正采用 者脑网络的影响。本研究结果显示,瞬时VNS能降
Bonferroni方法。P<0.05为差异有统计学意义。 低DRE患者的脑功能连接,从而降低DRE患者脑神