静息功能磁共振成像(rs-fMRI)在左侧致痫灶癫痫患者语言区术前定侧中的应用价值

《Frontiers in Neurology》：Application value of resting-state fMRI in preoperative lateralization of language areas in epilepsy with left-sided epileptogenic foci

　　

目的：本研究以左侧致痫灶癫痫患者为对象，旨在明确其与健康人群的语言偏侧化差异，探讨Broca区与Wernicke区(Wernicke's area)偏侧化及优势半球转移情况，构建偏侧化指数(laterality index, LI)—激活图(activation map)联合方案，为优化癫痫手术、降低术后语言功能障碍风险提供理论依据。方法：回顾性分析2018–2023年河北医科大学第二医院收治的36例左侧致痫灶癫痫患者及45名健康对照者。对rs-fMRI数据进行预处理后选取12个双侧语言相关种子点(seed point)计算功能连接(functional connectivity, FC)并生成激活图；进一步计算反映全脑整体语言偏侧化的全局偏侧化指数(global LI)及评估Broca区(6个额叶种子点)和Wernicke区(6个颞叶种子点)独立偏侧化的区域偏侧化指数(regional LI)。采用Kappa系数分析不同方法间的一致性，并以立体定向脑电图皮层电刺激(stereo-electroencephalography cortical stimulation, SEEG cortical stimulation，仅于手术候选人中实施)结合术后随访验证临床可靠性。结果：癫痫组非典型(non-classical)语言优势比例高于对照组(69.4% vs. 45.5%, p＝0.024)，尤以Wernicke区明显(81.8% vs. Broca区50.0%)；LI—激活图一致性83.3%(Kappa＝0.586)，区域LI—激活图一致性75.0%(Kappa＝0.40)；SEEG刺激及手术验证证实左侧Broca区保留核心语言功能，而左侧Wernicke区功能明显受损(阳性刺激率仅10.0%，6例患者部分切除后未出现语言缺陷)。结论：左侧癫痫患者存在语言偏侧化重塑且Wernicke区更易发生转移；双侧语言优势不等于功能均等，左侧Broca区仍保留核心语言产出功能，所有涉及左额颞叶尤其左额叶致痫灶切除术中应优先保护；LI—激活图联合方案可可靠支持术前语言偏侧化评估，优化手术并降低语言损伤风险，具临床价值。

论文解读：《静息功能磁共振成像(rs-fMRI)在左侧致痫灶癫痫患者语言区术前定侧中的应用价值》——发表于《Frontiers in Neurology》

语言功能依赖Broca区(Broca's area, 额下回后部)与Wernicke区(Wernicke's area, 颞上回后部及角回等)等关键脑区的协同作用。颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy, TLE)与额叶癫痫(frontal lobe epilepsy, FLE)占癫痫总数60–70%，其致痫灶与语言区解剖关系密切，手术切除时语言功能损伤风险显著升高。目前语言优势半球检测金标准为Wada试验，但有创、操作复杂且可诱发并发症；任务态功能磁共振成像(task-based fMRI)虽被指南推荐，但对患者依从性要求高、耗时长，难以普及。静息态功能磁共振成像(resting-state fMRI, rs-fMRI)无须任务配合，已被美国神经放射学会推荐标准化流程，是颇具前景的术前语言偏侧化替代手段。然而现有研究多混用双侧致痫灶患者、偏重偏侧化指数(laterality index, LI)定量而忽视可视化激活图(activation map)临床效用或反之，且缺乏完整的联合验证体系，影响手术决策准确性。因此研究人员聚焦左侧单一致痫灶患者，明确其语言偏侧化重塑特征，构建LI—激活图联合评估方案并验证其临床可靠性，为个体化癫痫手术提供理论依据。

主要关键技术方法：

回顾性纳入河北医科大学第二医院2018–2023年36例经长程视频脑电图、结构MRI、PET及立体定向脑电图(stereo-electroencephalography, SEEG)确诊的左侧单发或多发性致痫灶药物难治性癫痫手术候选患者，及45名右利手健康对照。采集3.0 T rs-fMRI及T₁加权结构像，采用SPM12与FSL进行预处理（去除前4卷、层间时间校正、头动校正排除位移＞1.5 mm或旋转＞1.5°者、重采样至2 mm各向同性、0.08 Hz低通滤波、6 mm半高全宽高斯平滑、回归6头动参数及脑脊液/深部白质信号），并用ComBat法校正不同扫描仪(batch effect)。基于Desikan-Killiany皮层图谱定义双侧额颞叶12个语言相关种子点（每侧各6个：眶部、三角部、岛盖部额下回及颞平面、颞上沟、缘上回，半径6 mm球体），提取各种子点平均时间序列与全脑皮层顶点做Pearson相关得FC图，对6个左侧种子点与左侧半球、6个右侧种子点与右侧半球分别统计显著正FC体素数，按LI＝(LSLH－RSRH)/(LSLH＋RSRH)计算全局LI（阈值｜LI｜≥0.20为左/右优势，之间为双侧）及Broca区、Wernicke区区域LI；将加权整合后的FC图非线性配准回个体原生空间生成伪彩色可视化激活图，由两名资深医师盲法判读优势半球。以激活图判读为参照计算LI及其区域版与之的一致性(Kappa)；对部分患者行SEEG皮层电刺激（中断听/说/读/写任务为阳性）及致痫灶切除，术后1周、1个月、3个月用西方失语症成套测验修订版(Western Aphasia Battery-Revised, WAB-R)评估语言功能。

研究结果

3.1 研究对象特征(Characteristics of study subjects)：

最终入组癫痫组36例（中位年龄20.5岁，男27例，右利29例；病程中位6.0年，颞/顶/枕/岛叶致痫灶22例、额叶14例）及健康组45名（中位年龄25.0岁，男19例，全右利）。激活图显示癫痫组左经典优势11例(30.6%)、非经典69.4%；健康组左经典优势25例(55.5%)、非经典45.5%。

3.2 左侧致痫灶癫痫患者与健康受试者语言优势特征及利手相关性分析(Analysis of language dominance characteristics and handedness correlation in epilepsy patients with left-sided epileptogenic foci and healthy subjects)：

激活图结果显示癫痫组非经典语言优势比例显著高于健康组(69.4% vs. 45.5%, p＝0.024)，提示左侧致痫灶可诱导语言偏侧化重塑。右利手亚组中癫痫组非经典优势比例仍高于健康组(69.0% vs. 44.5%)，呈边缘显著性趋势(p＝0.052)。

3.3 偏侧化指数/区域偏侧化指数与可视化激活图语言优势一致性评价(Consistency evaluation of language dominance between laterality index/regional laterality index and visualized activation maps)：

以激活图为参照，全局LI与之总一致率83.3%(Kappa＝0.586)，灵敏度92.0%、特异度63.6%；区域LI总一致率75.0%(Kappa＝0.40)，灵敏度84.0%、特异度54.5%。左额叶致痫灶者Broca区左优势与非优势各占50.0%，区域LI判读完全匹配；左侧颞顶枕岛叶致痫灶者Wernicke区仅18.2%保留左优势(81.8%非优势)，区域LI判读基本匹配，提示Wernicke区较Broca区更易受癫痫放电影响而发生偏侧化转移。

3.4 SEEG电刺激及切除手术验证(SEEG electrical stimulation and Resective surgery verification)：

16例患者行覆盖fMRI高亮区的SEEG刺激：左侧Broca区刺激阳性率66.7%(4/6)，左侧Wernicke区仅10.0%(1/10)，差异具统计学意义(p＝0.037)，说明即便rs-fMRI示双侧优势，左侧Broca区常仍保留核心语言运动功能，而左侧Wernicke区在非优势状态下功能多已显著削弱。6例经rs-fMRI判定Wernicke区为非优势（右或双侧）者行部分左侧Wernicke区切除，术后均无短暂或永久性语言障碍，病理证实原功能区神经元损害，验证了联合评估指导下扩大切除的安全性。

讨论与结论总结：

研究人员讨论指出，左侧致痫灶癫痫患者非经典语言优势比例显著升高，系异常放电经神经网络扩散损害左侧经典语言区后脑可塑性介导的优势半球转移至对侧或形成双侧优势，且Wernicke区比Broca区更易偏移，分区评估具重要临床意义。单纯LI或单纯激活图均有局限，二者联合实现"定性直观＋定量精确"互补：当致痫灶与语言优势半球不同侧可直接切除；同侧但目标语言区分区已发生转移可适当扩大切除范围。SEEG验证表明rs-fMRI所示双侧优势不等于功能均担——左侧Broca区仍为核心语言产出中枢须优先保护，左侧Wernicke区非优势时可谨慎扩大切除以提高致痫灶全切率。种子点法(seed point-based analysis)较独立成分分析(independent component analysis, ICA)及图论更直接指向手术定位需求。

结论(Conclusion)：

左侧致痫灶癫痫患者出现显著语言偏侧化重塑，非经典语言优势比例明显高于健康人，Wernicke区比较Broca区更易发生优势半球转移，部分患者可呈交叉优势特征。rs-fMRI显示的双侧语言优势不等于功能均等：左侧Broca区仍保留核心语言功能，手术中应优先保护；左侧Wernicke区在非优势状态下功能明显削弱，可在保证周围重要结构（如弓状束、颞上回等）不受损前提下适当扩大切除范围。偏侧化指数与可视化激活图联合评估体系实现定性与定量互补，与临床金标准具中等一致性，可为癫痫术前语言区定侧提供可靠无创依据，有助于优化个体化手术方案、降低术后语言损伤风险、提高手术疗效，具有重要临床转化价值。