3T MRI丘脑精细分割揭示无先兆发作性偏头痛间歇期无宏观结构改变

《The Journal of Headache and Pain》：3T MRI thalamic segmentation reveals no macrostructural changes in interictal episodic migraine without aura compared to healthy controls

本研究针对偏头痛病理生理中丘脑的核心作用，利用高分辨率3T MRI和FreeSurfer自动分割技术，对未接受预防性治疗的无先兆发作性偏头痛（MO）患者间歇期丘脑及其25个子区体积进行量化分析。结果表明，MO患者与健康对照在丘脑总体积及子区体积上均无显著差异，且体积与临床特征无相关性。研究提示丘脑功能或微结构异常而非宏观结构改变可能更关键，为偏头痛机制研究和治疗策略提供了重要方向。

　　

偏头痛是一种常见的神经系统疾病，其病理生理机制复杂，涉及多个脑区网络的异常活动。丘脑作为感觉信息传递的关键中继站，在偏头痛的发病机制中扮演着核心角色。既往研究提示，丘脑可能通过丘脑皮质网络（thalamocortical network）调节疼痛和感官信息处理，其功能或结构异常可能导致偏头痛患者出现感觉处理异常。然而，关于丘脑在偏头痛中是否存在宏观结构改变，以往研究结果并不一致。有些研究发现丘脑体积变化，而有些则未发现显著差异，这种不一致可能源于研究方法、患者异质性（如是否接受预防治疗、扫描时相）以及统计方法的差异。因此，明确丘脑在偏头痛间歇期的宏观结构状态，对于理解疾病机制和指导治疗具有重要意义。

为了深入探究这一问题，Giardina等人开展了一项研究，论文发表在《The Journal of Headache and Pain》。该研究旨在利用高分辨率3T MRI和FreeSurfer自动分割软件（v7.4.1），比较无先兆发作性偏头痛（MO）患者与健康对照（HCs）在间歇期的丘脑整体及其25个子区的体积差异，并分析这些体积指标与临床特征（如发作频率、持续时间、疼痛强度、HIT-6、MIDAS、ASC-12及距末次发作天数）的相关性。

研究团队招募了30名MO患者和30名年龄、性别匹配的健康对照。所有MO患者均在间歇期（距离最近一次发作至少3天）接受扫描，且未使用预防性药物。通过高分辨率T1加权MRI序列获取图像，利用FreeSurfer进行丘脑自动分割，获取整体和子区体积数据。统计分析采用一般线性模型（GLM），控制年龄、性别和颅内总体积（TIV）的影响，并经过多重比较校正（FDR）。此外，所有参与者还接受了全面的眼科检查以排除潜在混淆因素。

主要技术方法

研究采用3T Siemens MRI扫描仪获取高分辨率T1加权图像，使用FreeSurfer（v7.4.1）进行丘脑自动分割，基于概率图谱将丘脑划分为25个子区，并计算各区域体积。统计分析通过GLM模型比较组间差异，并检验体积与临床变量的相关性，所有检验均经过FDR校正。样本来自意大利罗马和拉蒂纳的头痛中心，包括预防性药物初治的MO患者和健康对照。

研究结果

无显著的丘脑体积组间差异

分析结果显示，MO患者与健康对照在丘脑总体积（左半球：t=-1.50, p=0.138；右半球：F=0.02, p=0.89）以及所有25个子区体积上均无统计学显著差异（所有p_uncorrected>0.05）。例如，左侧腹后外侧核（VPL）的体积在MO组为914.60±122.70 mm3，对照组为981.50±192.70 mm3（F=0.09, p=0.77）；右侧丘脑枕内侧（PuM）在MO组为1219.7±142.30 mm3，对照组为1312.10±176.00 mm3（F=0.40, p=0.53）。这些结果表明，在宏观结构水平上，MO患者间歇期的丘脑并未出现显著的体积改变。

丘脑体积与临床特征无显著相关性

研究进一步考察了丘脑体积与MO临床特征（如发作频率、发作持续时间、疼痛强度、HIT-6、MIDAS、ASC-12及距末次发作天数）的相关性。虽然少数子区在未校正分析中显示出p值<0.05的关联（如右侧内侧膝状体核（MGN）体积与发作频率相关：F=5.13, p=0.03），但经过FDR校正后，所有相关性均不再显著（所有p_FDRcorrected>0.05）。这表明丘脑宏观体积可能并非临床特征变异的主要结构基础。

眼科检查未见异常

所有参与者的眼科检查，包括视力、眼压、屈光状态和色觉等，均未发现显著异常，排除了神经眼科疾病对结果的潜在混淆。

研究结论与意义

本研究通过精细的丘脑分割分析发现，无先兆发作性偏头痛患者在间歇期并未表现出丘脑宏观结构的体积改变，且这些体积指标与临床特征无显著相关性。这一结果与部分既往研究一致，但与其他报道存在差异，可能源于方法学异质性（如扫描时相、预防药物使用、统计方法）。值得注意的是，尽管宏观结构未见异常，但大量功能影像和微结构研究（如DTI发现的FA增加和MD降低）提示丘脑在偏头痛中存在功能连接和微结构改变，可能更直接地反映疾病相关的神经可塑性异常。

本研究强调了在偏头痛研究中区分宏观结构、微结构和功能改变的重要性。丘脑皮质节律紊乱（thalamocortical dysrhythmia）可能是偏头痛的核心机制，但其表现可能主要体现在功能和微结构层面，而非体积变化。此外，研究结果提示，未来研究应关注更动态的疾病过程（如发作周期不同时相）以及药物干预对脑结构的影响。

综上所述，这项研究为偏头痛的神经生物学机制提供了新的见解，表明丘脑宏观结构保存可能暗示其功能或微结构异常在疾病中的主导作用。结合多模态影像和纵向设计将进一步揭示偏头痛的复杂神经基础，为开发靶向治疗策略提供依据。