腦卒中后皮質(zhì)脊髓束與上肢運動功能關(guān)系的彌散張量成像研究①

張麗華，郭龍軍，郄淑燕，米立新，王璐怡，甄巧霞

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腦卒中后皮質(zhì)脊髓束與上肢運動功能關(guān)系的彌散張量成像研究①

張麗華1a，郭龍軍1b，郄淑燕1a，米立新1a，王璐怡1a，甄巧霞1a

[摘要]目的應用彌散張量成像(DTI)觀察腦卒中患者基底節(jié)區(qū)皮質(zhì)脊髓束損傷情況及其與上肢運動功能的關(guān)系。方法2013年1月～2015年7月住院腦卒中患者18例接受DTI，并采用簡式Fugl-Meyer評定和金子翼上肢功能評定進行評分，比較病灶側(cè)與健側(cè)基底節(jié)區(qū)皮質(zhì)脊髓束部分各向異性(FA)，對病灶側(cè)FA與上肢運動功能評分進行相關(guān)性分析。結(jié)果患側(cè)FA顯著小于健側(cè)(t=-21.09, P<0.001)。患側(cè)FA與Fugl-Meyer評分正相關(guān)(r=0.570, P<0.05)，與金子翼上肢功能評分正相關(guān)(r=0.509, P<0.05)。結(jié)論腦卒中后基底節(jié)區(qū)皮質(zhì)脊髓束受損，損傷程度與上肢運動功能相關(guān)。

[關(guān)鍵詞]腦卒中；彌散張量成像；皮質(zhì)脊髓束；上肢；運動功能

作者單位：1.首都醫(yī)科大學附屬北京康復醫(yī)院，a.康復診療中心；b.放射科，北京市100144。作者簡介：張麗華(1980-)，女，漢族，河北陽原縣人，主治醫(yī)師，主要研究方向：神經(jīng)康復。通訊作者：米立新，女，河北石家莊市人，主任醫(yī)師，主要研究方向：神經(jīng)康復。E-mail: tianmetian@sina.com。

[本文著錄格式]張麗華，郭龍軍，郄淑燕，等.腦卒中后皮質(zhì)脊髓束與上肢運動功能關(guān)系的彌散張量成像研究[J].中國康復理論與實踐, 2016, 22(1): 103-105.

CITED AS: Zhang LH,guo LJ, Qie SY, et al. Relationship between corticospinal cord tract and upper limb function in stroke patient: a diffusion tensor imaging study [J]. Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian, 2016, 22(1): 103-105.

上肢運動障礙是腦卒中后最常見的功能障礙，對活動能力和健康水平產(chǎn)生重要影響[1]。評估患者運動功能恢復的潛力對于制定康復治療計劃的類型、持續(xù)時間和目標非常關(guān)鍵[2]。以往有研究表明，卒中部位比梗死體積更能預測功能恢復的潛力[3]。有研究表明，內(nèi)囊后肢(posterior limb of the internal capsule, PLIC)損傷與上肢運動預后差顯著相關(guān)。彌散張量成像(diffusion tensor imaging, DTI)是唯一可顯示活體腦白質(zhì)纖維束的無創(chuàng)性成像技術(shù)，能夠識別傳統(tǒng)CT和MRI難以發(fā)現(xiàn)的腦結(jié)構(gòu)改變，特別是神經(jīng)纖維束的變化。本研究采用DTI觀察內(nèi)囊區(qū)皮質(zhì)脊髓束的完整性，及其對上肢功能恢復的相關(guān)性。

1　資料與方法

1.1一般資料

2013年1月～2015年7月本院收治的腦卒中患者18例，其中男性13例，女性5例，年齡26～60歲，平均(49.00±8.64)歲；腦出血6例，腦梗死12例；病程12～28 d，平均(21.44±4.79) d。

納入標準：①初次發(fā)病，病程<4周；②病灶位于基底節(jié)區(qū)，累及內(nèi)囊后肢；③年齡18～60歲；④無認知障礙；⑤無MRI檢查禁忌癥。

排除標準：①生命體征不平穩(wěn)或者并發(fā)重要臟器衰竭；②四肢運動障礙；③既往曾有其他腦部疾病或腦部手術(shù)史；④惡性腫瘤病史。

所有患者均簽署知情同意書。

1.2方法

所有患者均接受系統(tǒng)康復，包括運動療法、作業(yè)療法、物理因子治療、中醫(yī)傳統(tǒng)治療等。根據(jù)患者病情制定個體化康復治療方案，包括關(guān)節(jié)活動度訓練、肌力訓練、平衡訓練、日常生活活動能力訓練、手功能訓練、步行訓練等。入院后2周，所有患者接受DTI檢查和上肢功能評估。

1.2.1上肢功能評估

采用簡式Fugl-Meyer評定(simple Fugl-Meyer Assessment, FMA)上肢部分和金子翼上肢功能評價。FMA上肢部分總分66分，主要內(nèi)容包括屈肌聯(lián)帶運動、伸肌聯(lián)帶運動、部分分離運動、分離運動、腕手的運動以及協(xié)調(diào)性。金子翼上肢功能評價共有10項操作動作，對患者完成動作的時間進行計時，計算得分，金子翼上肢功能評價對手的運動速度、靈巧性和敏捷性比較敏感，對功能較好的上肢有很高的敏感性。

1.2.2DTI檢查

使用MR360 1.5 T MR掃描儀(美國GE公司)，8通道頭頸聯(lián)合相控陣線圈。常規(guī)軸位T1flair、T2WI、FLAIR，矢狀位T1WI以及DTI序列。DTI采用單次激發(fā)自旋回波(single-shot echo-planar imaging, EPI)平面回波技術(shù)，掃描參數(shù)：TR=8000 ms，TE=minimum；采集矩陣128×128，NEX=2，視野(FOV)24×24 cm；層厚5 mm，層間隔0；彌散加權(quán)系數(shù)b=0、b=1000 s/ mm2，彌散敏感梯度方向25個。

采用GE工作站FUNCTOOL軟件對DTI數(shù)據(jù)進行后處理，重建部分各向異性(fractional anisotropy, FA)圖。在損傷區(qū)繪出感興趣區(qū)(region of interest, ROI)，面積約25 mm2。利用FUNCTOOL軟件的對稱軸，結(jié)合手動調(diào)節(jié)，確定對側(cè)對稱部位相應面積區(qū)域。測量各區(qū)域FA值，每個區(qū)域測3次，取平均值。

FA是水分子各向異性成份占整個彌散張量的比例，其范圍在0～1，0代表彌散不受限制，規(guī)則具有方向性的組織FA大于0。FA越大，神經(jīng)傳導功能越強[4-5]。

1.3統(tǒng)計學分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行處理?；颊呓?cè)與患側(cè)FA比較采用配對樣本t檢驗；患側(cè)FA與上肢功能參數(shù)采用Pearson相關(guān)性分析。顯著性水平α=0.05。

2　結(jié)果

患者病灶側(cè)FA為(0.2696±0.0651)，顯著低于健側(cè)的(0.5868±0.0492) (t=-21.09, P<0.001)。

患者上肢FMA評分(47.28±9.27)分，與患側(cè)FA正相關(guān)(r=0.570, P=0.01)。患者金子翼上肢功能評分為(52.00±18.07)分，與患側(cè)FA正相關(guān)(r=0.509, P=0.03)。

3　討論

DTI是彌散成像[2]的高級形式，可以定量評價腦白質(zhì)的各向異性，主要用于腦部尤其對白質(zhì)束的觀察、追蹤，腦發(fā)育和腦認知功能的研究，腦疾病的解剖變化以及腦部手術(shù)的術(shù)前計劃和術(shù)后評估。腦卒中后時間、病灶位置、皮質(zhì)脊髓束的完整性、皮質(zhì)和皮質(zhì)下的連通性是影響功能結(jié)局的因素[6]，DTI作為一種無創(chuàng)的大腦纖維束顯像技術(shù)，已成為目前研究神經(jīng)網(wǎng)絡的重要手段，它在皮質(zhì)脊髓束的三維重建和可視化觀察皮質(zhì)脊髓束方面具有優(yōu)勢[7]，還可以獲得皮質(zhì)脊髓束的量化信息。FA的大小與髓鞘完整性、纖維致密性及平行性有密切關(guān)系，可以反映軸突、髓鞘和白質(zhì)纖維方向的一致性程度以及結(jié)構(gòu)的完整性[8]。

皮質(zhì)脊髓束與遠端肌肉的自主運動有關(guān)，尤其是手的精細動作[9]。本研究選擇病灶位于基底節(jié)區(qū)累及內(nèi)囊后肢、發(fā)病4周內(nèi)的腦卒中患者，結(jié)果顯示腦卒中患者基底節(jié)區(qū)皮質(zhì)脊髓束完整性破壞，纖維的一致性下降，神經(jīng)傳導功能受損。趙津京等對老年急性腦梗死患者的研究發(fā)現(xiàn)，患側(cè)與健側(cè)FA差值在發(fā)病第1周與第4周比較有顯著性差異，發(fā)病第4周與第12周比較無顯著性差異；入院第1次DTI中ROI對應的健患側(cè)FA差值與第1階段(4周)康復治療前后FMA量表評分差值變化呈線性負相關(guān)，認為DTI和FMA早期應用于腦梗死偏癱患者預后評估有一定價值[10]。

腦梗死按影像學特點可分為超急性期(<6 h)、急性期(6 h～3 d)、亞急性期(4～10 d)、慢性早期(11～30d)、慢性晚期(>30 d)[11]。研究發(fā)現(xiàn)，急性期、慢性早期梗死區(qū)FA均較對照區(qū)低[12]。劉樹學等將急性期、亞急性期和慢性期腦梗死病灶區(qū)域平均FA值與對側(cè)比較，均有顯著性差異[13]。本組患者如按影像學特點分類，為急性期至慢性早期，結(jié)果與上述研究結(jié)果基本一致。

腦卒中急性期因病灶及鄰近組織缺血，軸突樹突損傷、組織水腫、髓鞘腫脹等原因，使白質(zhì)FA下降[14]。腦卒中后病灶累及皮質(zhì)脊髓束導致運動功能障礙，臨床較為常見。病灶的大小、病灶與皮質(zhì)脊髓束的相對位置及皮質(zhì)和皮質(zhì)下的連通性是影響腦卒中功能結(jié)局的因素[6]。內(nèi)囊后肢是唯一與FMA評分較差的上肢運動功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)[15]。一項關(guān)于卒中1年后病灶位置對手功能預測價值的研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)囊區(qū)損傷患者，手分離運動恢復的可能性低于皮層下?lián)p傷和放射冠損傷[16]。Song等發(fā)現(xiàn)，內(nèi)囊后肢的完整性與上肢運動預后顯著相關(guān)[17]。有研究發(fā)現(xiàn)，急性期皮質(zhì)下腦梗死患者的FA與上肢Rivermead運動功能試驗評分正相關(guān)[18]；后遺癥期腦卒中患者健側(cè)內(nèi)囊后肢的FA與患者上肢Fugl-Meyer評分正相關(guān)[19]。Groisser等以大腦中動脈區(qū)梗死患者為研究對象，結(jié)果顯示急性期損傷側(cè)與健側(cè)皮質(zhì)脊髓束的表觀彌散系數(shù)差值、亞急性期皮質(zhì)脊髓束的FA差值是卒中后上肢運動功能最強的預測指標[20]。本研究與上述研究結(jié)論基本一致。有研究發(fā)現(xiàn)患側(cè)皮質(zhì)脊髓束發(fā)生Wallerian變性的與未發(fā)生Wallerian變性者相比，運動功能更差[21]。

DTI可以動態(tài)觀察腦卒中后病灶周圍組織的結(jié)構(gòu)，特別是白質(zhì)通路。本研究對發(fā)病早期(4周內(nèi))FA與上肢運動功能的關(guān)系做了初步研究，樣本量較小，缺乏動態(tài)觀察。今后可通過擴大樣本量、追蹤觀察等方法，觀察皮質(zhì)脊髓束在運動恢復過程中的動態(tài)變化，對是否發(fā)生Wallerian變性以及錐體外系的影響進行進一步研究。

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Relationship between Corticospinal Cord Tract and Upper Limb Function in Stroke Patient: A Diffusion Tensor Imaging Study

ZHANG Li-hua1a,gUO Long-jun1b, QIE Shu-yan1a, MI Li-xin1a, WANG Lu-yi1a, ZHEN Qiao-xia1a
1. a. Rehabilitaiton Department; b. Radiology Department, Beijing Rehabilitation Hospital, Capital Medical University, Beijing 100144, China
Correspondence to MI Li-xin. E-mail: tianmetian@sina.com

Abstract:Objective To observe the relationship between injury of corticospinal cord tract (CST) in basalganglia and upper limb function after stroke using diffusion tensor imaging (DTI). Methods 18 stroke inpatients hospitalized from January, 2013 to July, 2015 accepted DTI, and their upper limb function was evaluated with simple Fugl-Meyer Assessment and Japan Upper Limb Function Test. The fractional anisotropy (FA) of CST in basalganglia of affected and unaffected sides were compared, and the correlation between FA of affected CST and upper limb motor function were analyzed. Results The FA was significantly less in the affected CST than in the unaffected CST (t=-21.09, P<0.001). The FA of the affected CST correlated with the scores of simple Fugl-Meyer Assessment (r=0.570, P<0.05) and Japan Upper Limb Function Test (r=0.509, P<0.05). Conclusion CST is injured after stroke, which may related to the upper limbs motor function impairment.

Key words:stroke; diffusion tensor imaging; corticospinal cord tract; upper limbs; motor function

(收稿日期：2015-10-10修回日期：2015-10-28)

[中圖分類號]R743.3

[文獻標識碼]A

[文章編號]1006-9771(2016)01-0103-03

DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2016.01.023