难治性癫痫患儿潜在的脑语言重组fNIRS脑电图和fMRI比较

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 研究背景

使用功能磁共振成像(fMRI)和功能近红外光谱(fNIRS)等非侵入性技术对难治性癫痫患者进行手术候选性调查，以评估术前语言侧化。然而，这些技术的临床价值仍然不清楚，特别是在儿科人群。本病例研究描述了一名因左颞叶肿瘤接受多次切除手术的难治性癫痫男孩，在手术前和手术后反复使用fMRI、功能性近红外光谱和脑电图(fNIRS EEG)进行语言定位。比较两种神经成像技术在该病人中的价值。
 

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研究方法
 

2.1、实验被试

患者足月出生，无癫痫家族史。他表现出正常的语言和运动发育和右利手。癫痫发作发生于5岁，每天发生3至4次耐药性局灶性认知障碍癫痫发作。他的癫痫发作包括意识丧失20至45秒，并伴有自发性。他的核磁共振成像显示，左颞叶有一个神经胶质肿瘤。6岁时，患者接受了术前评估，随后第一次切除肿瘤。术后两个月，每日顽固性癫痫复发。第二次术前评估，并在10岁时第二次切除肿大的肿瘤。最初的术前和术后认知评估显示，患者的智力功能正常，伴有注意力和执行功能缺陷，以及中度至重度的接受和表达障碍。
 

2.2、实验方法

表达性语言任务包括一个明确的语言流畅性任务(例如，尽可能多地说出动物的名字)。接受性语言测试采用被动的故事听力测试。这两项任务都是在休息期间交替完成的。结合fNIRS采集脑电图(19个电极)，从fNIRS数据中识别和排除癫痫放电。由于技术上的限制，fMRI不可能同时进行脑电图。
 

感兴趣区域包括布罗卡氏区或布罗德曼氏区44和45韦尼克氏区或布罗德曼氏区22 39和40，以及右侧同源区。在语言侧化方面，与休息时间相比，使用与每个语言任务相关的左半球(LH)和右半球(RH) ROIs的显著血流动力学变化(p<0.05)来计算侧化指数(LI)。LI的计算公式为((LH RH) / (LH + RH))。LI值在1到1之间，1到0.26之间，表示右半球优势，0.26到1之间，表示左语言偏侧，接近0(0.25到0.25)表示双侧分布。

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实验结果

10岁时，第二次手术前fNIRS显示右半球在表达语言和接受语言方面均占优势(LI = 0.5和0.3，图1)。相反，fMRI显示左半球接受语言偏侧(LI = 0.3)，表达语言结果不确定。第二次手术切除左侧颞区。11岁时行术后fMRI检查，患者无癫痫发作，显示右半球接受语言优势(LI = 0.3)，证实了第二次术前fNIRS检查结果。

图1 10岁手术前fNIRS和fMRI结果
 

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实验结论

本案例研究表明，fNIRS有助于定位癫痫和认知或行为问题儿童的语言功能。为了验证孩子在录音过程中是否正确理解指令并正确执行任务，因此大声执行表达性语言任务是至关重要的，但这会产生肌肉和发音运动伪影，这是功能磁共振成像难以容忍的。相反，fNIRS对运动没有很大的限制，这使得它适合于对患有行为障碍的幼儿进行调查。并且，使用fMRI并不总是获得稳定性的结果。因此，可能需要多次扫描，这需要巨大的成本。

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