VBM及DTI技術(shù)應(yīng)用于腦卒中的研究現(xiàn)狀

郎　奕，崔方圓，鄒憶懷

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VBM及DTI技術(shù)應(yīng)用于腦卒中的研究現(xiàn)狀

郎奕1，2，崔方圓1，鄒憶懷1

1.北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院(北京 100700)；2.北京大學(xué)人民醫(yī)院(北京 100044)

摘要：近幾年隨著各種腦成像技術(shù)的發(fā)展，基于體素形態(tài)學(xué)技術(shù)(VBM)及彌散張量成像技術(shù)(DTI) 對(duì)腦卒中早期診斷，卒中后腦灰、白質(zhì)結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)的評(píng)估研究逐漸成為研究熱點(diǎn)之一。本研究對(duì)卒中后腦結(jié)構(gòu)成像的磁共振研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：腦卒中；體素形態(tài)學(xué)技術(shù)；彌散張量成像技術(shù)；腦功能重組；腦結(jié)構(gòu)重塑

腦卒中的發(fā)病及康復(fù)機(jī)制一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注并亟待解決的問題，近年來國(guó)內(nèi)外臨床和實(shí)驗(yàn)研究顯示腦卒中后腦組織具有重塑功能，且普遍認(rèn)為腦功能重組[1-3]和腦結(jié)構(gòu)的重塑[4]是卒中后腦組織功能代償，肢體運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)的主要機(jī)制?；隗w素形態(tài)學(xué)測(cè)量法和彌散張量成像法是明確腦卒中病灶及相關(guān)腦結(jié)構(gòu)病理改變的重要手段，也為疾病早期診斷、病情評(píng)估，治療時(shí)機(jī)選擇提供了必要的技術(shù)支持，為卒中后腦神經(jīng)功能的恢復(fù)提供了直觀的可視化依據(jù)。

1基于體素形態(tài)學(xué)的腦卒中研究

1.1VBM技術(shù)的研究方法及應(yīng)用概述體素形態(tài)學(xué)技術(shù)(voxel-based morphometry，VBM)擺脫了傳統(tǒng)體積測(cè)算法的局限性，無須人為設(shè)定感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)，可在全腦水平定量反映腦組織結(jié)構(gòu)的微小變化，獲得局部腦區(qū)特征和不同成分的差異，從而評(píng)價(jià)腦灰質(zhì)、白質(zhì)的病變，是一種全面、客觀、可重復(fù)的分析方法。操作時(shí)需將所有受試者的腦T1結(jié)構(gòu)像標(biāo)準(zhǔn)化到同一模板上，并將配準(zhǔn)后的腦結(jié)構(gòu)像分割成腦脊液、灰質(zhì)、白質(zhì)和非腦像素，利用廣義線性模型等統(tǒng)計(jì)方法比較分析，最終檢測(cè)出腦組織的體積和密度，定量分析腦組織的形態(tài)學(xué)異常[5-6]。

該法最早由Ashburner 和Friston正式提出，自提出之后備受研究者關(guān)注，并隨著VBM技術(shù)的逐漸成熟，廣泛應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)研究的各領(lǐng)域之中。Wang等[7]應(yīng)用體素形態(tài)學(xué)測(cè)量技術(shù)研究輕度認(rèn)知功能障礙病人腦結(jié)構(gòu)狀況，發(fā)現(xiàn)病人在雙側(cè)顳下回(inferior temporal gyrus)、右側(cè)扣帶回和角回(angular gyrus)出現(xiàn)白質(zhì)密度的減少，且大腦前部的白質(zhì)密度較后部減少明顯。Weng等[8]回顧了2000年—2014年關(guān)于發(fā)作性睡病VBM文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)作性睡病病人與健康人相比在雙側(cè)丘腦(thalamus)、前扣帶回(cingulate cortex)、右側(cè)額下回(inferior frontal gyrus)、顳上回(superior temporal gyrus)出現(xiàn)灰質(zhì)體積下降，認(rèn)為這種現(xiàn)象可能與病人情緒感覺障礙有關(guān)。Stip等[9]應(yīng)用VBM評(píng)價(jià)喹硫平治療精神分裂癥病人的臨床療效，研究發(fā)現(xiàn)，治療后臨床癥狀明顯改善的精神分裂病人前扣帶回和眶額回的灰質(zhì)密度增加，認(rèn)為額葉部分灰質(zhì)密度增加與陰性癥狀好轉(zhuǎn)有關(guān)，提示精神分裂癥病人病情得到改善。Li等[10]發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默病病人在雙側(cè)海馬旁回(parahippocampal gyrus)、腦島(insula)、楔前葉、杏仁核(amygdala)出現(xiàn)灰質(zhì)體積的減少，且體素的變化與情節(jié)記憶能力呈正相關(guān)。Mak等[11]對(duì)抑郁病人腦結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，抑郁癥病人在眶額葉皮層(orbitofrontal cortex)、前扣帶回存在灰質(zhì)密度的減低，病情嚴(yán)重者還存在顳上回的灰質(zhì)密度減低。諸如上述研究，盡管研究對(duì)象多樣，涉及人群不同，但應(yīng)用VBM方法都能較好的體現(xiàn)病人局部腦組織結(jié)構(gòu)的特征及其與臨床癥狀改善、生理病理變化間的內(nèi)在聯(lián)系。

1.2VBM技術(shù)對(duì)腦卒中病人腦結(jié)構(gòu)的研究近年來，眾多研究者應(yīng)用基于體素形態(tài)學(xué)的分析方法，已比較深入研究了偏頭痛、阿爾茨海默病、癲癇和帕金森氏病等不同疾病腦部結(jié)構(gòu)的差異及變化。但對(duì)于腦卒中后腦組織內(nèi)部特征及成分的差異性研究相對(duì)較少，對(duì)于針刺治療腦卒中的腦結(jié)構(gòu)重塑機(jī)制研究更是鳳毛麟角，屈指可數(shù)。國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量不過10余篇。在這些研究中，部分學(xué)者認(rèn)為，腦卒中后相關(guān)腦區(qū)會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的改變，如灰質(zhì)密度及體積的增加或減少[12-13]。Li等[14]研究短暫性腦缺血發(fā)作(TIA)病人的腦灰質(zhì)體積變化，發(fā)現(xiàn)TIA病人在默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)區(qū)域(default mode network)存在廣泛的形態(tài)萎縮，認(rèn)為缺血性損傷可導(dǎo)致大腦結(jié)構(gòu)異常并最終出現(xiàn)認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)等功能的損害。S?rk?m?等[15]通過VBM方法證明了聽音樂不僅可以促進(jìn)腦卒中后行為的恢復(fù)，還能促進(jìn)腦組織灰質(zhì)密度的增加，并認(rèn)為腦神經(jīng)功能的恢復(fù)可能與腦灰質(zhì)密度的變化密切相關(guān)。

隨著體素形態(tài)學(xué)分析方法在腦卒中病人腦結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用，對(duì)于腦卒中后灰質(zhì)體積的變化區(qū)域及臨床意義也在進(jìn)一步細(xì)化，但現(xiàn)有研究對(duì)灰質(zhì)體積改變的報(bào)道并不統(tǒng)一。Gauthier等[12]發(fā)現(xiàn)腦卒中病人大腦半球運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)均可見廣泛灰質(zhì)體積減小。Kraemer等[16]對(duì)10例大腦中動(dòng)脈梗死的腦卒中急性期病人進(jìn)行腦結(jié)構(gòu)磁共振掃描，觀測(cè)急、慢性期體素形態(tài)學(xué)變化，發(fā)現(xiàn)慢性期腦卒中病人不僅損傷了病灶周圍的皮質(zhì)結(jié)構(gòu)，在大腦兩側(cè)輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)域也存在灰質(zhì)體素的減少。蔡建新等[17]認(rèn)為皮層下腦梗死后會(huì)出現(xiàn)廣泛的遠(yuǎn)離皮層結(jié)構(gòu)重塑，表現(xiàn)為健側(cè)中央前回、腹側(cè)前額葉、眶額葉以和病灶側(cè)小腦小葉灰質(zhì)體積的增長(zhǎng)。Brodtmann等[13]對(duì)12例腦卒中病人進(jìn)行體素形態(tài)學(xué)測(cè)量，認(rèn)為病人雙側(cè)丘腦體素顯著減少了腦卒中后相應(yīng)腦組織的損傷及萎縮；患側(cè)大腦半球扣帶回，健側(cè)旁中央小葉(paracentral lobule)、島葉及額上回皮質(zhì)厚度的增加可能與腦卒中后自身代償機(jī)制有關(guān)。另有學(xué)者[18]對(duì)腦梗后腦灰質(zhì)萎縮的動(dòng)態(tài)演變過程進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)大腦皮層梗死病人初級(jí)運(yùn)動(dòng)區(qū)腦灰質(zhì)密度在3個(gè)月內(nèi)變化明顯，3個(gè)月后逐漸趨于穩(wěn)定。但也有學(xué)者[19]發(fā)現(xiàn)腦卒中病人發(fā)病6個(gè)月后扣帶回區(qū)域腦灰質(zhì)體積降低明顯，并與情感變化密切相關(guān)。

近些年來，基于功能磁共振的腦卒中研究顯示，大腦感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)的功能重塑與卒中偏癱病人運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)密切相關(guān)，但相應(yīng)的腦結(jié)構(gòu)可塑性還沒有被證明。曾有研究顯示腦卒中后遠(yuǎn)離病灶的腦結(jié)構(gòu)損傷主要與神經(jīng)軸突、髓鞘的變性損傷和局部腦組織血流代謝的改變有關(guān)。為了探尋卒中偏癱病人感覺運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)區(qū)(SMC)的結(jié)構(gòu)可塑性，Schaechter等[20]進(jìn)行了9例卒中病人和健康受試者基于體素形態(tài)學(xué)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在大腦半球腹側(cè)中央后回區(qū)域出現(xiàn)皮質(zhì)厚度及激活反應(yīng)增加。Gauthier等[21]的研究也發(fā)現(xiàn)腦卒中病人經(jīng)過康復(fù)訓(xùn)練后，雙側(cè)感覺運(yùn)動(dòng)皮層和海馬區(qū)域存在灰質(zhì)體積的增加。此外，F(xiàn)an等[22]除發(fā)現(xiàn)病人額頂葉運(yùn)動(dòng)感覺相關(guān)腦灰質(zhì)體素隨時(shí)間推移逐漸降低之外，還發(fā)現(xiàn)健側(cè)與認(rèn)知功能密切相關(guān)的海馬旁回及楔前葉出現(xiàn)體素增加，認(rèn)為該區(qū)域的結(jié)構(gòu)重塑是對(duì)患側(cè)腦結(jié)構(gòu)損傷的代償，有利于運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。崔方圓等[23]對(duì)偏癱者腦皮質(zhì)研究之后發(fā)現(xiàn)，偏癱組較健康組在大腦運(yùn)動(dòng)感覺相關(guān)皮層和小腦皮層均出現(xiàn)體素的增長(zhǎng)和萎縮，認(rèn)為這與偏癱者大腦執(zhí)行功能降低和小腦運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)功能代償相關(guān)。這些研究對(duì)腦卒中后結(jié)構(gòu)的可塑性理論進(jìn)一步提供了物質(zhì)依據(jù)。

總而言之，反映腦形態(tài)學(xué)改變的VBM方法，為研究可能導(dǎo)致腦部形態(tài)學(xué)變化的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了新的工具，也為疾病的診斷和療效的評(píng)估提供了更加客觀的證據(jù)。伴隨著VBM技術(shù)日臻完善，腦卒中后腦形態(tài)學(xué)的研究也應(yīng)不斷地深入。針對(duì)不同病灶、不同發(fā)病時(shí)間、應(yīng)用不同治療手段的腦卒中病人，進(jìn)行基于體素的形態(tài)學(xué)分析，觀測(cè)病灶腦區(qū)及非病灶腦區(qū)灰質(zhì)密度和神經(jīng)纖維束走行的差異，將進(jìn)一步揭示腦卒中后腦組織病理生理學(xué)變化和腦結(jié)構(gòu)重塑機(jī)制，為腦卒中后的康復(fù)訓(xùn)練和個(gè)體化治療提供真實(shí)細(xì)致的可視化影像學(xué)數(shù)據(jù)。

2基于彌散張量成像的腦卒中研究

DTI技術(shù)作為一種非侵入性、無創(chuàng)性腦結(jié)構(gòu)分析方法被國(guó)內(nèi)外研究者認(rèn)可，該法可對(duì)病理情形下組織間的水分子自由熱運(yùn)動(dòng)的平均擴(kuò)散率(mean diffusivity，MD)和各向異性(fractional anisotropy，F(xiàn)A)進(jìn)行量化，監(jiān)測(cè)活體腦組織微結(jié)構(gòu)和特定白質(zhì)纖維束走行及完整性[24]。目前已廣泛應(yīng)用于腦卒中后神經(jīng)功能的缺失、傳導(dǎo)通路的損傷及白質(zhì)纖維束的修復(fù)和重組研究，對(duì)腦卒中疾病的診療和預(yù)后評(píng)估具有重要價(jià)值。

2.1DTI成像技術(shù)及常用參數(shù)DTI的基本原理是針對(duì)水分子在不同介質(zhì)中彌散的各向異性，通過更換彌散敏感梯度的方向，在三維空間測(cè)得水分子各方向的彌散強(qiáng)度并對(duì)彌散運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定量分析。從微觀角度體現(xiàn)腦組織的病理變化，追蹤纖維束走行，評(píng)估腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)的方向性和完整性。與DWI技術(shù)相比，DTI技術(shù)采用至少6個(gè)方向的敏感梯度繪制圖像，更側(cè)重水分子的彌散方向性研究，對(duì)白質(zhì)纖維束的不同走向具有更清晰、優(yōu)越的顯示作用[25]。DTI成像技術(shù)的參數(shù)主要包括：各向異性指數(shù)和平均擴(kuò)散率，各向異性指數(shù)主要反映水分子彌散的方向性，是DTI最常用的分析參數(shù)，它的算法包括容積比、相對(duì)各向異性和部分各向異性3種，以部分各向異性算法最為普遍，相對(duì)于容積比和相對(duì)異性數(shù)值，部分各向異性值具有變異度小且圖像信噪比更高等優(yōu)勢(shì)[25]；FA值大小和神經(jīng)纖維的緊密性，髓鞘的完整性關(guān)系密切，數(shù)值越大，神經(jīng)傳導(dǎo)功能越強(qiáng)；平均擴(kuò)散率值可以忽略各向異性，反映擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的快慢。常用表觀彌散系數(shù)(ADC)和平均彌散率，前者代表單位時(shí)間內(nèi)，每個(gè)水分子彌散運(yùn)動(dòng)的平均范圍，ADC值越高，水分子彌散運(yùn)動(dòng)越明顯；后者是將各方向彌散張量進(jìn)行匯總后再取平均值后所得出的，可代表全部水分子在各方向上的位移，能比ADC更全面反映彌散運(yùn)動(dòng)的快慢[26]。

2.2DTI對(duì)腦卒中后腦結(jié)構(gòu)損傷的評(píng)估

2.2.1卒中后腦損傷與病情進(jìn)展的DTI研究卒中后腦組織損害是一個(gè)動(dòng)態(tài)的發(fā)生、發(fā)展、演變過程，也是腦卒中臨床癥狀的病理學(xué)基礎(chǔ)。卒中后不同時(shí)期的DTI參數(shù)值不同，參數(shù)值的變化在病情進(jìn)展的評(píng)估方面存在價(jià)值，也使腦卒中的分期分型更加準(zhǔn)確。一些學(xué)者認(rèn)為腦卒中后腦組織損傷的演變過程可根據(jù)ADC和FA值升高或降低的變化分為不同階段，每個(gè)階段ADC、FA數(shù)值變化與神經(jīng)纖維、細(xì)胞結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)損傷密切相關(guān)。劉青蕊等[27]也發(fā)現(xiàn)不同病程的梗死灶周圍ADC、FA值變化存在規(guī)律，即超急性期FA值基本沒有變化而ADC值下降，亞急性期FA值下降而ADC值較前恢復(fù)并趨于健側(cè)，慢性期FA值繼續(xù)下降而ADC值反而上升。卒中早期各向異性值輕度升高，是因?yàn)樗肿舆M(jìn)入細(xì)胞的通透性下降，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)彌散運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步局限，但腦梗死晚期，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞纖維束不可逆性破壞，以致各向異性數(shù)值進(jìn)行性降低。

Puig等[28]分析48例發(fā)病在12 h內(nèi)的大腦中動(dòng)脈梗死病人，測(cè)量雙側(cè)大腦皮層及深部灰質(zhì)、皮質(zhì)脊髓束、皮層及深部白質(zhì)各向異性分?jǐn)?shù)、平均擴(kuò)散率和表觀彌散系數(shù)，計(jì)算患側(cè)與健側(cè)比值，發(fā)現(xiàn)在深部白質(zhì)的皮質(zhì)脊髓束各向異性比值(rFA)對(duì)區(qū)分4.5 h以內(nèi)的腦梗死最可靠。在針對(duì)腦卒中大鼠的實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，大部分病灶表觀彌散系數(shù)于卒中后3 h輕度升高，第3天降低，且3周～9周明顯增高[29]。Herve等[30]對(duì)9例分水嶺腦梗死病人進(jìn)行DTI研究后發(fā)現(xiàn)，梗死后第1周到1個(gè)月期間平均擴(kuò)散率呈下降趨勢(shì)，第1個(gè)月到半年期間呈上升趨勢(shì)，且在數(shù)值由低到高變化的過程當(dāng)中，存在恢復(fù)正常范圍的過程。

2.2.2卒中后腦白質(zhì)重塑的DTI研究腦卒中后白質(zhì)纖維重塑可以促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)和神經(jīng)功能的代償，降低病人的病殘致死率。DTI技術(shù)可以非侵入性地監(jiān)測(cè)腦組織內(nèi)細(xì)微結(jié)構(gòu)，追蹤神經(jīng)纖維束的連接走行變化，是揭示卒中后腦白質(zhì)纖維修復(fù)與代償過程的有效手段。急性腦卒中后，病灶及臨近組織會(huì)出現(xiàn)突觸損傷變性、組織水腫、髓鞘腫脹壞死等原發(fā)性損害，導(dǎo)致白質(zhì)各向異性(FA值)下降，縱向擴(kuò)散系數(shù)和橫向擴(kuò)散系數(shù)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。此外，白質(zhì)纖維束通路上的病灶，還會(huì)導(dǎo)致其遠(yuǎn)處纖維束的突觸和髓鞘產(chǎn)生繼發(fā)性損害，即華勒氏變性[31]。有研究顯示，白質(zhì)運(yùn)動(dòng)通路損傷的病人，病灶遠(yuǎn)處的皮質(zhì)脊髓束所過腦組織各向異性值下降，平均彌散率增高[32]。腦的可塑性研究指出，腦卒中后，去神經(jīng)支配區(qū)域的神經(jīng)組織會(huì)出現(xiàn)軸突的生長(zhǎng)，纖維連接的修復(fù)，新生軸突能夠伸入病灶邊緣，并促使遠(yuǎn)端纖維束受累神經(jīng)支配功能的恢復(fù)和加強(qiáng)[33]。Liu等[34]對(duì)腦卒中模型大鼠，在25 d時(shí)進(jìn)行離體組織學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)大鼠皮質(zhì)梗死區(qū)域的神經(jīng)微絲、膠質(zhì)纖維、突觸素等神經(jīng)可塑性物質(zhì)增多，提示病灶周圍FA值升高可能與神經(jīng)纖維修復(fù)、軸突出芽有關(guān)。

白質(zhì)纖維束的變性壞死和自身修復(fù)重組被認(rèn)為是卒中后功能康復(fù)的內(nèi)在病理基礎(chǔ)，變性和重組的綜合效應(yīng)結(jié)果影響著疾病的轉(zhuǎn)歸，該綜合效應(yīng)可通過對(duì)病灶側(cè)及病灶對(duì)側(cè)腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的DTI成像追蹤技術(shù)所反映。國(guó)外學(xué)者[4]應(yīng)用彌散張量成像技術(shù)研究單側(cè)腦梗死大鼠運(yùn)動(dòng)感覺皮層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化，發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與受損皮質(zhì)脊髓束的修復(fù)同步發(fā)生，且與感覺運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)呈正相關(guān)。Schaechter等[35]應(yīng)用白質(zhì)骨架空間統(tǒng)計(jì)分析法研究慢性腦卒中病人皮質(zhì)脊髓束微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)功能之間的關(guān)系后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)功能改善明顯的病人，病灶側(cè)皮質(zhì)脊髓束的FA值較健康對(duì)照組高，功能恢復(fù)差的病人FA值仍處于較低水平，故認(rèn)為卒中康復(fù)后，病人腦組織白質(zhì)纖維束除了變性，還發(fā)生著自身的修復(fù)和重塑。Boespflug等[36]針對(duì)慢性腦卒中病人的DTI研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)電刺激治療后功能恢復(fù)明顯的病人，受損的白質(zhì)纖維束的大腦腳和內(nèi)囊后肢區(qū)域，存在MD值的下降。另外，對(duì)于病灶對(duì)側(cè)皮質(zhì)脊髓束結(jié)構(gòu)重組研究也逐漸受到重視，有研究證實(shí)腦卒中大鼠2個(gè)月后，病灶對(duì)側(cè)大腦半球的皮質(zhì)脊髓束出現(xiàn)軸突的發(fā)芽并伸入去神經(jīng)支配的脊髓中[37]。Kwak等[38]的研究也發(fā)現(xiàn)卒中后病灶對(duì)側(cè)不受影響的皮質(zhì)脊髓束區(qū)域出現(xiàn)白質(zhì)纖維數(shù)的增加。FA值的升高、橫向擴(kuò)散系數(shù)(λ⊥)降低，也與運(yùn)動(dòng)康復(fù)密切相關(guān)[35]。但也有學(xué)者提出相反的研究結(jié)果，認(rèn)為FA值下降也預(yù)示了運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)，并指出這與健側(cè)大腦白質(zhì)纖維交叉增多和半球間抑制性降低有關(guān)，也能代表白質(zhì)纖維的重塑，只是目前的探測(cè)手段無法識(shí)別[39]。

2.3DTI對(duì)腦卒中病人治療療效的評(píng)估隨著DTI成像原理、分析方法、數(shù)據(jù)含義等核磁技術(shù)被深入的挖掘和探索，部分研究者開始關(guān)注彌散張量成像在腦卒中治療領(lǐng)域中的應(yīng)用，并將其作為評(píng)價(jià)療效、探索生理病理學(xué)機(jī)制的重要手段。Jang等[40]對(duì)上行網(wǎng)狀激活系統(tǒng)受損14例腦卒中病人和10名健康人進(jìn)行對(duì)比研究后，認(rèn)為DTI技術(shù)有助于缺氧缺血性腦組織損傷病人的預(yù)后評(píng)估。Koyama等[41]對(duì)發(fā)病后2周～3周放射冠區(qū)域腦梗死者應(yīng)用DTI方法研究發(fā)現(xiàn)，大腦腳附近FA值與上下肢運(yùn)動(dòng)功能變化具有相關(guān)性。Liu等[42]針對(duì)不同病程的腦梗死病人大腦腳皮質(zhì)脊髓束ADC、FA值進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)腦梗死2周后的FA、患健側(cè)比值rFA與肢體運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)有關(guān)。Shen等[43]針對(duì)20例腦梗死病人的DTI研究顯示，針刺治療組與對(duì)照組梗死灶的ADC與FA值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，針刺組FA值高于對(duì)照組，認(rèn)為針刺治療可以有效地保護(hù)并促進(jìn)神經(jīng)元的恢復(fù)。有學(xué)者研究腦卒中針刺治療前后病灶側(cè)皮質(zhì)脊髓束與肢體運(yùn)動(dòng)評(píng)分量表的變化關(guān)系，認(rèn)為CST受損程度與針刺治療患肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)情況密切相關(guān)[44]。張華等[45]觀察6例中風(fēng)病人針刺陽陵泉穴后白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化后發(fā)現(xiàn)，針刺陽陵泉與針刺假穴比較，在影響腦白質(zhì)FA值的作用更強(qiáng)，主要變化區(qū)域在大腦健側(cè)半球，與運(yùn)動(dòng)代償、語言、感覺等功能網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。在腦卒中發(fā)病早期，神經(jīng)組織最先受累，病灶周圍皮質(zhì)的樹突會(huì)出現(xiàn)腫脹、變性和壞死，樹突棘是樹突的分支，能擴(kuò)大神經(jīng)元接受外界刺激的面積，并將刺激傳入神經(jīng)元胞體。故腦組織損傷后，樹突棘的修復(fù)是腦神經(jīng)突觸功能重塑的主要方面。Wu等[46]在應(yīng)用尿激酶治療腦卒中DTI研究中發(fā)現(xiàn)，尿激酶型纖溶酶原激活劑(uPA)可以降低梗死灶周圍皮質(zhì)的各向異性，縮短遠(yuǎn)端軸突的長(zhǎng)度，促進(jìn)樹突棘的恢復(fù)，從而改善神經(jīng)功能。Pannek等[47]應(yīng)用DTI追蹤技術(shù)，構(gòu)建卒中康復(fù)治療后CST皮質(zhì)表面的連接圖，發(fā)現(xiàn)連接圖空間重置率在患側(cè)白質(zhì)明顯縮小，提示康復(fù)治療后病人病灶側(cè)白質(zhì)運(yùn)動(dòng)纖維與大腦皮質(zhì)連接出現(xiàn)增強(qiáng)、轉(zhuǎn)移和重塑。

3小結(jié)

DTI和VBM技術(shù)能較好地應(yīng)用于腦卒中等中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷、預(yù)后和治療評(píng)估中，為研究許多可能導(dǎo)致腦部形態(tài)學(xué)變化的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供了新的工具，也為疾病的診斷和療效的評(píng)估提供了更加客觀的證據(jù)。基于體素形態(tài)學(xué)技術(shù)可以測(cè)量腦灰質(zhì)密度和體積；磁共振彌散張量成像技術(shù)相對(duì)于其他影像學(xué)技術(shù)能夠更加直觀，精確的量化評(píng)估腦卒中后神經(jīng)纖維束的損傷情況，較好的觀察和評(píng)估皮質(zhì)脊髓束的損害程度，預(yù)測(cè)疾病的預(yù)后。伴隨著VBM技術(shù)和DTI技術(shù)的日臻完善，腦卒中后腦形態(tài)學(xué)的研究將會(huì)不斷地深入。針對(duì)不同病灶、不同發(fā)病時(shí)間、應(yīng)用不同治療手段的腦卒中病人，進(jìn)行基于體素的形態(tài)學(xué)分析及彌散張量成像分析，觀測(cè)病灶腦區(qū)及非病灶腦區(qū)灰質(zhì)密度和神經(jīng)纖維束走行的差異，將進(jìn)一步揭示腦卒中后腦組織病理生理學(xué)變化和腦結(jié)構(gòu)重塑機(jī)制，為腦卒中后的康復(fù)訓(xùn)練和個(gè)體化治療提供真實(shí)細(xì)致的可視化影像學(xué)數(shù)據(jù)。此外，由于DTI技術(shù)在描繪復(fù)雜纖維束走行、纖維束功能狀態(tài)及準(zhǔn)確定位微小軸突的形態(tài)學(xué)變化等方面存在局限性[48]，故未來應(yīng)注重DTI、Q空間擴(kuò)散成像、fMRI等影像學(xué)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，彌補(bǔ)方法學(xué)不足，為卒中后腦結(jié)構(gòu)和功能的變化、腦重塑機(jī)制的研究提供新的方向和發(fā)展前景。

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(本文編輯郭懷印)

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No.81473667)；北京高校青年英才(No.YETP0822)

通訊作者：崔方圓，E-mail：fangyuancui2011@hotmail.com

中圖分類號(hào)：R743.3R255.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.3969/j.issn.1672-1349.2016.11.018

文章編號(hào)：1672-1349(2016)11-1237-06

(收稿日期：2015-12-11)