《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》:Resting-state fMRI biomarkers of surgical outcome in temporal lobe epilepsy: Network reorganization, rsfMRI-based prediction models, and cognition - A systematic review
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•网络强度与结构-功能耦合可预测手术结果•丘脑枢纽性在预测手术结果方面显示出前景•术前静息态功能磁共振成像(rsfMRI)预测模型缺乏独立验证•无癫痫发作患者的认知功能改善且上行网状激活系统(ARAS)连接性恢复正常•需要标准化的多中心方案以验证rsfMRI在手术规划中的应用
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网络强度与结构-功能耦合可预测手术结果
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丘脑枢纽性在预测手术结果方面显示出前景
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术前静息态功能磁共振成像(rsfMRI)预测模型缺乏独立验证
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无癫痫发作患者的认知功能改善且上行网状激活系统(ARAS)连接性恢复正常
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需要标准化的多中心方案以验证rsfMRI在手术规划中的应用
引言
癫痫是一种影响全球约1%人口的慢性神经系统疾病(Fiest等,2016年)。三分之一的癫痫患者尽管接受了最佳抗癫痫药物治疗,仍持续出现癫痫发作。药物难治性癫痫与生活质量低下相关,这与癫痫发作失控所导致的认知、行为和精神方面的后果有关(Helmstaedter等,2003年)。此外,药物难治性癫痫还与死亡率增加有关,包括自杀意念和癫痫突然不明原因死亡(Téllez-Zenteno等,2005年)。局灶性发作药物难治性癫痫患者是外科手术治疗的潜在候选人,手术旨在定位、切除或消融致痫区。癫痫手术可实现无癫痫发作状态,减少抗癫痫药物的负担,并改善患者的生活质量。然而,尽管一年的无癫痫发作概率约为60%,但10年的长期比率降至约40%(McIntosh,2004年),其余部分患者要么从未达到无癫痫发作状态,要么仅经历癫痫发作频率的减少,要么仅经历短暂的无癫痫发作状态。
成功的手术结果取决于术前对致痫区的精确定位,这需要采用多种诊断方法进行全面评估(O'Brien等,1998年;Rathore等,2014年;Tovar-Spinoza等,2008年)。结构性磁共振成像(MRI)是术后无癫痫发作的关键预测因子(Duncan等,2016年)。致痫性病灶在结构性MRI上可见的患者(即MRI阳性患者)与显著更好的手术结果相关,一项荟萃分析报道MRI阳性患者的无癫痫发作几率是MRI阴性颞叶癫痫(TLE)患者的2.7倍(Téllez-Zenteno等,2010年)。然而,约30%的MRI阳性TLE患者术后仍持续出现癫痫发作(Téllez-Zenteno等,2010年),而部分MRI阴性患者尽管结果较差且癫痫复发风险较高,但仍从手术中获益(Immonen等,2010年)。
自21世纪初以来,癫痫已被公认为一种涉及大范围功能脑网络的神经系统疾病,远远超出致痫区的范围(Spencer,2002年)。静息态功能磁共振成像(rsfMRI)是一种非侵入性神经影像方法,通过在无明确任务的情况下测量血氧水平依赖(BOLD)信号来量化脑活动(Fox和Raichle,2007年)。rsfMRI对患者要求极低——患者只需在扫描仪中静卧5-20分钟——使其便于在繁忙的临床环境中应用。通过测量既定脑区之间的BOLD信号相关性,rsfMRI可以识别哪些区域是"功能连接"的。功能脑活动组织为网络,包含表现出高度相关活动的空间独立区域。这一能力已在精神疾病(Cerliani等,2015年)和神经系统疾病(Zhou等,2010年)中得到探索,包括癫痫和癫痫患者的术前评估(He X.等,2017年;Morgan等,2022年)。关键兴趣网络包括默认模式网络,这是研究最为广泛的静息态网络,以及突显网络、视觉网络以及其他几个网络(Seitzman等,2019年)。
研究表明,静息态功能连接的路理性变化可能参与癫痫发作的产生和传播以及TLE的合并症状(Cataldi等,2013年)。癫痫中大脑大范围网络改变的影响超越癫痫发作控制,涵盖认知和精神病学结果,这对术前规划至关重要。慢性癫痫长期与认知损害相关(Elger等,2004年),最近的研究表明,约49%的新诊断癫痫患者也受到影响(Witt和Helmstaedter,2012年)。癫痫患者的精神疾病合并症患病率同样高于一般人群,一项最近的荟萃分析报道抑郁症和焦虑症的几率比分别为2.45和2.11(Kwon等,2025年)。癫痫手术患者面临术后记忆和语言功能障碍风险增加,结果在很大程度上受切除区域的功能、心理储备和术前功能的影响(Helmstaedter,2013年)。因此,了解术前网络连接模式可能不仅有助于预测癫痫发作结果,还可预测认知风险。
术前结构性MRI仍然是癫痫手术评估的核心;然而,癫痫发作结果和术后认知变化越来越被认为是依赖于更广泛的致痫和认知网络,而非仅依赖于可见病灶或假定的致痫区。因此,rsfMRI可能通过表征手术前后的大范围功能连接来提供互补信息。本系统综述评估了TLE手术队列中rsfMRI的相关研究,聚焦于三个问题:(1) 手术是否与术后功能网络的重塑或正常化有关;(2) 术前rsfMRI特征是否预测癫痫发作结果;最后(3) 功能连接测量是否与认知表现或术后认知有关。
各章节摘要
检索与研究入选
截至2025年12月14日,在PubMed、Embase、Cochrane和Web of Science数据库中进行了全面检索。PubMed检索由三个检索块组成,使用与"颞叶癫痫"、"磁共振成像"和"静息态/功能连接"相关的医学主题词(MeSH)和文本词。在Embase(使用emtree)、Cochrane和Web of Science上进行了类似的检索,完整的检索策略见补充表S1
纳入研究
我们纳入了15项研究,探讨了接受癫痫手术的TLE患者的rsfMRI。纳入研究及其特征的完整概述见表1。7篇文章仅纳入内侧TLE(mTLE)患者,8项纳入混合或未明确说明的TLE队列。8篇文章纳入接受相同手术程序的患者,7项研究纳入异质性手术程序,包括前颞叶切除术、选择性杏仁核
讨论
在本系统综述中,我们描述了一个日益增长的大量证据,表明BOLD fMRI功能连接是理解和手术治疗的有用工具。
结论
rsfMRI提供了TLE手术后癫痫发作和认知结果的有前景的网络水平标志物,特别是涉及丘脑、默认模式、ARAS和额顶叶连接性。然而,当前证据受到小队列、异质方法、结果定义不一致和缺乏外部验证的限制。目前,rsfMRI应被视为研究性生物标志物而非临床决策工具。尽管前景广阔,rsfMRI领域需要标准化
伦理声明
本系统综述中包含的所有数据均取自先前发表的研究,并可在被引用的出版物中找到。由于本研究是对先前发表数据的系统综述,因此不需要伦理批准。
作者贡献
LHP和MRMJ构思了综述并监督了项目。CMCX进行了系统文献检索。CMCX和MRMJ进行了筛选、全文资格评估、纳入研究的形式质量评估,并撰写了综述的原始草稿。LHP和DEM对稿件进行了批判性修订。DEM贡献了神经影像方法方面的专业知识。CMCX、MRMJ和DEM进行了工作数据的解释。所有作者批准了最终稿件。
资金
CMCX获得了丹麦神经病学会颁发的Lundbeck基金会奖学金的资金支持。
写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在撰写本工作期间,MMJ和CMCX分别使用了Grammarly和ChatGPT进行语法、语言改进和文本可读性优化。作者仔细审查并核对了内容,并对已发表的内容承担全部责任。
利益冲突声明
作者声明以下财务利益/个人关系,可能被视为潜在利益冲突:Camilla Mingzi Cao Xu报告Lundbeck基金会提供了资金支持。Lars H. Pinborg报告与Eisai Co Ltd的关系,包括:演讲和讲座费用。Lars H. Pinborg报告与UCB的关系,包括:演讲和讲座费用。Maja Rou Marstrand-Joergensen报告与Jazz Pharmaceuticals的关系
致谢
作者感谢哥本哈根大学的信息专家Annemette M?ller Hansen在系统检索策略方面提供的帮助。
利益冲突声明
LHP曾作为Eisai和UCB的演讲者获得过酬金。MRMJ曾获得Jazz Pharmaceuticals的赞助,参加第14届欧洲癫痫大会。DEM的薪酬先前由COMPASS Pathways PLC支持,该机构未参与本稿件。其他作者均无任何利益冲突需要披露。
Camilla Mingzi Cao Xu|Maja Rou Marstrand-Joergensen|Drummond E-Wen McCulloch|Lars H. Pinborg