眼周囲低酸素は、一般化した強直間代発作に伴う局所脳容積減少の程度と関連している

Peri-ictal hypoxia is related to extent of regional brain volume loss accompanying generalized tonic-clonic seizures.

• Luke A Allen
• Ronald M Harper
• Sjoerd B Vos
• Catherine A Scott
• Nuria Lacuey
• Laura Vilella
• Joel S Winston
• Benjamin P Whatley
• Rajesh Kumar
• Jennifer Ogren
• Jaison S Hampson
• Sandhya Rani
• Gavin P Winston
• Louis Lemieux
• Samden D Lhatoo
• Beate Diehl

抄録

目的:

低酸素、すなわち異常に低い血中酸素濃度はしばしば発作を伴い、てんかん患者の脳構造変化を誘発し、てんかん患者の突然死（SUDEP）の基礎となる中枢過程に寄与する可能性がある。この患者群における低酸素が脳構造変化とどの程度関係しているのかについては、まだ解明されていない。

OBJECTIVES: Hypoxia, or abnormally low blood-oxygen levels, often accompanies seizures and may elicit brain structural changes in people with epilepsy which contribute to central processes underlying sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP). The extent to which hypoxia may be related to brain structural alterations in this patient group remains unexplored.

方法:

高分解能T1強調磁気共鳴画像法（MRI）を用いて、2施設（n=22）から募集した長期ビデオ脳波撮影（VEEG）中に記録された一般化強直間代発作（GTCS）患者の脳形態学的および容積学的変化を、年齢および性別をマッチさせた健常対照者（n=43）のデータとともに解析した。被験者を軽度/中等度（GTCS-hypox-mild/moderate、n=12）と重度（GTCS-hypox-severe、n=10）の低酸素状態に細分化し、VEEG中の末梢酸素飽和度（SpO）で測定した。全脳ボクセルベースの形態測定（VBM）および局所容積測定を用いて、群間比較および脳構造測定値間の相関性、ならびにGTCS時の低酸素状態の持続時間と程度を評価した。

METHODS: We analyzed high-resolution T1-weighted magnetic resonance imaging (MRI) to determine brain morphometric and volumetric alterations in people with generalized tonic-clonic seizures (GTCS) recorded during long-term video-electroencephalography (VEEG), recruited from two sites (n = 22), together with data from age- and sex-matched healthy controls (n = 43). Subjects were sub-divided into those with mild/moderate (GTCS-hypox-mild/moderate, n = 12) and severe (GTCS-hypox-severe, n = 10) hypoxia, measured by peripheral oxygen saturation (SpO ) during VEEG. Whole-brain voxel-based morphometry (VBM) and regional volumetry were used to assess group comparisons and correlations between brain structural measurements as well as the duration and extent of hypoxia during GTCS.

結果:

GTCS周辺の低酸素に関連して、形態学的および体積学的変化が現れ、これには四葉膜周囲灰白質（PAG）、視床、視床下部、四肢、小脳、傍房ポン、および髄質の体積減少が含まれる。視床およびPAGの容積は、重度の低酸素症のGTCS患者では、軽度・中等度の低酸素症のGTCS患者と比較して有意に減少していた。脳幹体積の減少は両低酸素群でみられたが、重度低酸素群ではより広範囲にみられた。視床および海馬の体積と低酸素の程度との間には有意な負の部分相関が認められたが、低酸素の持続時間の増加に伴って大脳辺縁部および後天部の体積は減少した。

RESULTS: Morphometric and volumetric alterations appeared in association with peri-GTCS hypoxia, including volume loss in the periaqueductal gray (PAG), thalamus, hypothalamus, vermis, cerebellum, parabrachial pons, and medulla. Thalamic and PAG volume was significantly reduced in GTCS patients with severe hypoxia compared with GTCS patients with mild/moderate hypoxia. Brainstem volume loss appeared in both hypoxia groups, although it was more extensive in those with severe hypoxia. Significant negative partial correlations emerged between thalamic and hippocampal volume and extent of hypoxia, whereas vermis and accumbens volumes declined with increasing hypoxia duration.

意義:

GTCS患者の脳構造変化は、重要な機能を果たす脳部位の低酸素の程度と関連している。この変化は連想的なものにすぎないが、発作の呼吸器症状に関連した脳の調節部位の損傷の証拠となる。

SIGNIFICANCE: Brain structural alterations in patients with GTCS are related to the extent of hypoxia in brain sites that serve vital functions. Although the changes are associative only, they provide evidence of injury to regulatory brain sites related to respiratory manifestations of seizures.

© 2020 The Authors. Epilepsia published by Wiley Periodicals LLC on behalf of International League Against Epilepsy.