《Enzyme and Microbial Technology》：Multimodal imaging biomarkers in intractable temporal lobe Epilepsy: A comparative study of structural–functional coupling and ALFF
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本研究对比了难治性颞叶癫痫（ANDLE）患者治疗前后的结构-功能耦合（SFC）和低频振幅（ALFF）指标，与健康对照组比较发现，ALFF在诊断区分上表现更优（92.45% vs 81.13%），而SFC异常与认知功能改善相关性更强。长期纵向分析显示，SFC变化能更好地预测认知恢复，提示两者互补，为个性化管理提供依据。
作者：屈传勇、陈泽翔、罗翠梅、秦璐、黄东英、张晓、范丽根、郑金鸥
单位：宁夏回族自治区人民医院，宁夏医科大学，银川750002，中国
摘要
背景
难治性颞叶癫痫（ITLE）仍然是一个临床挑战，因为它对标准治疗方法具有抗性，并且对认知功能有深远的影响。多模态神经成像技术为诊断和治疗监测提供了潜在的生物标志物，但对其实用性的比较评估仍然有限。
方法
我们进行了一项纵向研究，比较了难治性颞叶癫痫患者（治疗前后）与健康对照组之间的结构-功能耦合（SFC）和低频波动幅度（ALFF）。从静息态功能磁共振成像和扩散张量成像中提取了区域特征，然后进行了基于机器学习的分类和聚类分析。认知功能通过蒙特利尔认知评估（MoCA）进行评估。
结果
SFC和ALFF在难治性颞叶癫痫患者中均发生了显著变化，治疗后部分恢复正常。ALFF的分类准确性优于SFC（分别为92.45%和81.13%），异常主要发生在额叶。相比之下，SFC的变化与MoCA评分的改善更为相关。亚组聚类显示，SFC的纵向变化更能预测认知恢复情况。
结论
我们的研究结果强调了ALFF和SFC在难治性颞叶癫痫中的互补价值：ALFF在诊断区分方面表现更好，而SFC在追踪认知结果方面更有效。结合这两种指标的多模态框架可能有助于制定个性化的管理策略。
引言
癫痫是一种慢性神经系统疾病，其特征是反复发作，全球约有5000万人受到影响，其中颞叶癫痫（TLE）是最常见的局灶性癫痫亚型[1,2]。在TLE患者中，有一部分患者发展为难治性癫痫（ITLE），即使接受了充分的抗癫痫药物治疗，癫痫发作仍然持续。ILE不仅在临床管理上带来挑战，还严重影响认知功能和生活质量。尽管神经成像技术的进步使得探索癫痫中的大脑结构和功能变化成为可能，但确定可靠的生物标志物以用于诊断和治疗监测仍然是一个关键未解决的问题[3,4]。
最近的研究强调了多模态神经成像指标（如结构-功能耦合（SFC）和低频波动幅度（ALFF）在阐明癫痫神经基础方面的潜力[[5], [6], [7], [8]]。SFC量化了来自扩散张量成像（DTI）的解剖连接性与来自静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）的功能连接性之间的对齐情况[[9], [10], [11]]，反映了结构通路如何限制神经活动。另一方面，ALFF测量特定频率范围内的自发神经活动，提供了关于基线大脑动态的见解[[12], [13], [14]]。这两种指标在检测癫痫相关网络异常方面显示出潜力，但它们的比较诊断效用和临床相关性仍需进一步研究。
现有研究表明，ILE可能会破坏大脑结构和功能之间的平衡，导致解耦或补偿性重组[15,16]。然而，这些变化的空间分布和纵向演变及其与认知结果的关系仍不甚清楚。例如，虽然ALFF的异常与癫痫发作有关，但SFC的变化可能更紧密地反映了由于结构-功能相互作用紊乱导致的认知障碍。此外，大多数研究侧重于横断面比较，未能充分了解治疗如何随时间改变这些指标。
本研究旨在解决这些空白：（1）比较难治性颞叶癫痫患者和治疗前后的健康对照组（HCs）之间的SFC和ALFF变化。（2）评估这些指标在区分ILE和HCs方面的分类性能。（3）研究神经成像变化与蒙特利尔认知评估（MoCA）评分所测量的认知结果之间的关联。
通过结合基于机器学习的特征选择和纵向分析，我们假设（1）ALFF由于其对癫痫相关过度兴奋的敏感性，将表现出更高的诊断准确性；（2）SFC的变化将与治疗后的认知改善更强烈相关。这些发现可能为制定针对ILE管理的靶向生物标志物提供依据，从而弥合神经成像研究和临床决策之间的差距。
部分内容
参与者
2017年3月至2023年10月期间，我们从广西医科大学第一附属医院神经科招募了TLE患者，他们接受了1至2年的标准化治疗。其中，28名难治性颞叶癫痫患者（ITLE）被纳入研究，这些患者在治疗期间临床状况稳定（即癫痫发作频率或严重程度没有显著改善或恶化）。这些患者的未治疗基线数据构成了ITLE_I组，而治疗后的数据来自
临床人口统计学
难治性颞叶癫痫患者和健康对照组的人口统计数据总结在表1中。两组在性别、年龄和教育年限方面没有显著差异（P > 0.05），表明两组在人口统计特征上具有可比性。
各组SFC、ALFF和认知表现的统计比较
为了进一步探索组间变化，我们比较了全脑平均SFC和ALFF值以及通过MoCA评分测量的认知表现。
讨论
在本研究中，我们观察到难治性颞叶癫痫患者（ILE）和健康对照组（HCs）之间的ALFF和SFC存在显著差异，治疗后部分恢复正常。这些发现表明ALFF和SFC可以作为ILE诊断的互补生物标志物，这与先前的研究结果一致[6],[29],[30],[31]。然而，我们的结果进一步表明，ALFF的分类性能优于SFC，组间差异主要发生在额叶。
结论
在这项研究中，我们全面比较了难治性颞叶癫痫（ITLE）患者和匹配的健康对照组在治疗前后的结构-功能耦合（SFC）和低频波动幅度（ALFF）。我们的结果显示，ILE患者的SFC和ALFF均发生了显著变化，ALFF的诊断准确性更高（92.45% vs 81.13%），且异常主要发生在额叶。
机构审查委员会声明
本研究遵循赫尔辛基宣言进行，并获得了广西医科大学第一附属医院机构审查委员会的批准（方案代码2015-KY-GuoJi-064，批准日期为2015年9月6日）。
作者贡献声明
屈传勇：撰写——原始草案、可视化、验证、软件、方法学、数据分析。陈泽翔：撰写——审阅与编辑、验证、项目管理、方法学、数据分析。罗翠梅：软件、数据分析。秦璐：软件、项目管理、方法学、数据分析。黄东英：软件、数据分析。张晓：可视化、软件、数据分析。范丽根：软件资助
本研究得到了宁夏回族自治区自然科学基金（项目编号2024A AC 03456）、国家自然科学基金（项目编号81560223）和广西自然科学基金（项目编号2018GXNSFAA050149和2021GXNSFBA075055）的支持。APC由广西自然科学基金资助。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者衷心感谢广西医科大学第一附属医院放射科和MRI部门在MRI数据采集和质量控制方面的技术支持。同时，我们也感谢所有参与本研究的患者和健康志愿者提供的宝贵时间和合作。
