難治性癲癇患兒潛在的腦語言重組fNIRS腦電圖和fMRI比較
01
研究背景
使用功能磁共振成像(fMRI)和功能近紅外光譜(fNIRS)等非侵入性技術對難治性癲癇患者進行手術候選性調查，以評估術前語言側化。然而，這些技術的臨床價值仍然不清楚，特別是在兒科人群。本病例研究描述了一名因左顳葉腫瘤接受多次切除手術的難治性癲癇男孩，在手術前和手術后反復使用fMRI、功能性近紅外光譜和腦電圖(fNIRS EEG)進行語言定位。比較兩種神經成像技術在該病人中的價值。
02
研究方法
2.1、實驗被試
患者足月出生，無癲癇家族史。他表現出正常的語言和運動發育和右利手。癲癇發作發生于5歲，每天發生3至4次耐藥性局灶性認知障礙癲癇發作。他的癲癇發作包括意識喪失20至45秒，并伴有自發性。他的核磁共振成像顯示，左顳葉有一個神經膠質腫瘤。6歲時，患者接受了術前評估，隨后第一次切除腫瘤。術后兩個月，每日頑固性癲癇復發。第二次術前評估，并在10歲時第二次切除腫大的腫瘤。最初的術前和術后認知評估顯示，患者的智力功能正常，伴有注意力和執行功能缺陷，以及中度至重度的接受和表達障礙。
2.2、實驗方法
表達性語言任務包括一個明確的語言流暢性任務(例如，盡可能多地說出動物的名字)。接受性語言測試采用被動的故事聽力測試。這兩項任務都是在休息期間交替完成的。結合fNIRS采集腦電圖(19個電極)，從fNIRS數據中識別和排除癲癇放電。由于技術上的限制，fMRI不可能同時進行腦電圖。
感興趣區域包括布羅卡氏區或布羅德曼氏區44和45韋尼克氏區或布羅德曼氏區22 39和40，以及右側同源區。在語言側化方面，與休息時間相比，使用與每個語言任務相關的左半球(LH)和右半球(RH) ROIs的顯著血流動力學變化(p<0.05)來計算側化指數(LI)。LI的計算公式為((LH RH) / (LH + RH))。LI值在1到1之間，1到0.26之間，表示右半球優勢，0.26到1之間，表示左語言偏側，接近0(0.25到0.25)表示雙側分布。
03
實驗結果
10歲時，第二次手術前fNIRS顯示右半球在表達語言和接受語言方面均占優勢(LI = 0.5和0.3，圖1)。相反，fMRI顯示左半球接受語言偏側(LI = 0.3)，表達語言結果不確定。第二次手術切除左側顳區。11歲時行術后fMRI檢查，患者無癲癇發作，顯示右半球接受語言優勢(LI = 0.3)，證實了第二次術前fNIRS檢查結果。
圖1 10歲手術前fNIRS和fMRI結果
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實驗結論
本案例研究表明，fNIRS有助于定位癲癇和認知或行為問題兒童的語言功能。為了驗證孩子在錄音過程中是否正確理解指令并正確執行任務，因此大聲執行表達性語言任務是至關重要的，但這會產生肌肉和發音運動偽影，這是功能磁共振成像難以容忍的。相反，fNIRS對運動沒有很大的限制，這使得它適合于對患有行為障礙的幼兒進行調查。并且，使用fMRI并不總是獲得穩定性的結果。因此，可能需要多次掃描，這需要巨大的成本。
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
