颞叶癫痫患者发作间期心肺功能障碍的自主神经网络特征

Autonomic Network Signatures of Interictal Cardiorespiratory Dysfunction in Patients With Temporal Lobe Epilepsy

作者信息Haatef Pourmotabbed, Derek J Doss, Lucas E Sainburg, William P Nobis, Dario J Englot, Victoria Morgan, Catie Chang
PMID42691468
期刊Neurology
发布时间2026-09-22
DOI10.1212/WNL.0000000000218470

实验完整度

高

研究整合了患者与对照组的同步fMRI及心肺生理测量,包含功能连接、结构体积分析,并进行了中介、多变量及术后纵向验证。

主要模型

药物难治性单侧颞叶癫痫患者 健康对照者 术后颞叶癫痫患者亚队列

重点核对

TLE患者和对照组的年龄、性别平衡 fMRI扫描仪版本差异校正 左侧/右侧癫痫侧别分组 SUDEP风险因素(FBTCS发生、发病年龄)

摘要

背景与目的:颞叶癫痫常伴有发作间期自主神经调节和呼吸化学感受功能障碍,这与癫痫猝死风险升高有关。研究表明癫痫发作导致中枢自主神经环路重组,超出颞叶范围。然而,脑网络破坏与发作间期心肺功能障碍之间的关系仍 largely unknown。本研究旨在检验中枢自主神经网络改变是否 underlie 发作间期心肺功能障碍及更高的 SUDEP 风险。方法:我们纳入药物难治性单侧颞叶癫痫患者和健康对照者的同步 fMRI 和外周生理数据。使用中介和相关性分析,将颞叶癫痫患者中枢自主神经区的异常功能连接强度和结构体积与高频和低频心率变异性、呼吸频率和呼吸频率变异性的改变联系起来。然后使用多变量模型研究与疾病变量和 SUDEP 风险因素的相关性。最后,我们分析了具有手术后数据的患者亚队列,并检查手术后自主神经连接性变化是否影响心肺功能。结果:与对照组相比,颞叶癫痫患者(n=72)表现出广泛的自发活动连接性和体积降低。连接性降低介导了颞叶癫痫中较高的呼吸频率、较低的呼吸频率变异性和较低的低频心率变异性。左侧癫痫发作侧别与降低的低频心率变异性和呼吸频率变异性独立相关,典型相关分析将自主神经区域萎缩与全面性发作发生和较早发病年龄联系起来。在手术后亚队列中,手术后自主神经连接性改变与低频心率变异性和呼吸频率变异性的变化呈正相关。讨论:我们的结果表明,中枢自主神经网络重组可能导致颞叶癫痫的慢性自主神经和 interoceptive 缺陷。绘制这些脑网络破坏可能有助于指导恢复心肺功能的新策略。需要在 SUDEP 病例中进行验证以确立其作为 SUDEP 生物标志物的临床效用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
颞叶癫痫患者中枢自主神经网络的功能和结构改变是否 underlie 发作间期心肺功能障碍及更高的SUDEP风险?
核心机制
颞叶癫痫中,自主神经网络功能连接强度降低介导呼吸频率升高、呼吸频率变异性降低和低频心率变异性降低,提示中枢自主神经通路重构导致慢性心肺调节异常。
主要证据
TLE患者(n=72)与健康对照(n=105)比较显示广泛自主神经连接和体积降低;中介分析(z=2.14-5.28)支持连接降低介导心肺指标异常;术后亚队列(n=34)中连接改变与心肺功能变化相关(ρ=0.52, 0.41)。
研究意义
结果表明自主神经网络重组可能是TLE中慢性自主神经和内脏感觉缺陷的基础,脑网络破坏图谱可能指导恢复心肺功能的新策略,但需在SUDEP病例中验证以确立生物标志物效用。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

采集fMRI及外周生理数据

获取同步脑活动与心肺功能数据

对TLE患者和健康对照组进行静息态fMRI和同步呼吸带、光电容积脉搏波记录,排除运动伪影或信号质量差者。

2

评估自主神经网络功能连接和结构体积

比较TLE与对照组自主神经网络的差异

基于fMRI计算118个自主神经区域的节点强度,基于结构MRI测量体积,进行组间比较。

3

分析自主神经连接与心肺功能的关系

检验自主神经连接异常是否与心肺功能障碍相关

进行Spearman相关、一般线性模型和中介分析。

4

评估临床参数与脑网络、心肺指标的关联

探索疾病严重程度与SUDEP风险因素的相关性

使用GLM和典型相关分析评估临床参数、心肺指标与脑网络/体积的关系。

5

术后纵向分析

检验术后自主神经连接改变对心肺功能的影响

比较术前和术后fMRI连接及心肺指标变化,进行相关分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
磁共振成像扫描仪----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
参与者选择
患者纳入标准:年龄18-70岁,药物难治性单侧TLE;健康对照无神经疾病史;排除头动过大或数据质量差者
阅读提示:Methods - Participants
数据采集
MRI扫描仪版本(两台同型号);fMRI扫描次数为2次;同步采集呼吸带和PPG数据
阅读提示:Methods - Data Collection
数据预处理
使用RETROICOR和回归组织噪声信号;年龄、性别、扫描仪变量回归
阅读提示:Methods - fMRI Preprocessing and Connectivity Analysis
统计比较
显著性水平:2-tailed p<0.05,FDR校正
阅读提示:Methods - Statistical Comparisons
术后分析
排除左右颞叶区域;控制手术类型和手术与术后扫描时间
阅读提示:Methods - Postsurgical Changes