彌散張量成像評估急性腦梗死康復治療前后運動功能變化與預后的相關性

曾　皎，陳紅群，劉　芳

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彌散張量成像評估急性腦梗死康復治療前后運動功能變化與預后的相關性

曾皎，陳紅群，劉芳

目的利用磁共振彌散張量成像(DTI)和神經功能評定量表(FMA)研究急性腦梗死患者康復治療前后CST類型、部分各向異性(FA)值變化與運動功能恢復及臨床預后之間的關系，探討影響腦梗死患者神經功能恢復的相關因素。方法40例急性腦梗死患者，隨機分為治療組與康復組。在發(fā)病3 d內及發(fā)病3 m時行3.0T常規(guī)磁共振(MRI)和DTI檢查，分別測量病灶側、對側皮質脊髓束FA值。通過Fugl-Meyer量表(FMA)評分，探討影響預后的相關因素。結果3 m后兩組患者FMA值評分均較入院時明顯增高(P<0.05)，康復組CST Ⅱ型、CST Ⅲ型患者的FMA值較治療同組有顯著提高(P<0.05)。預后以CST Ⅰ型最好，CST Ⅱ型次之，CST Ⅲ型最差。所有患者入院時病灶側FA值均較健側減低，F(xiàn)A值CST Ⅰ型>CST Ⅱ型>于CST Ⅱ型，P<0.05。3 m復查病灶側FA值仍低于健側，且較入院時各型FA值均有下降。結論早期康復訓練有助于促進患者運動功能恢復。皮質脊髓束受損重、白質纖維斷裂者，運動功能恢復較差。但通過康復訓練結果仍好于未康復訓練者。FA值與神經功能損害呈正相關。

彌散張量成像；腦梗死；康復；運動功能

急性缺血性腦梗死為常見的腦血管病，其高致殘率給患者的生活帶來很大的不便，故早期的康復治療就顯得尤為重要，但在實踐中我們發(fā)現(xiàn)部分患者經過系統(tǒng)藥物及康復治療，偏癱肢體的恢復也并不理想。尋找一種有效判斷預后的方法對更有效的使用有限的醫(yī)療資源是臨床急需解決的事件。腦梗死主要累及腦白質纖維束，疾病早期需明確和判斷梗死部位及白質纖維束受損情況。DTI作為一項新的功能性磁共振成像技術，可無創(chuàng)性顯示和分析腦白質纖維束。利用彌散張量纖維束成像(diffusion tensor tractography，DTT)技術進行雙側皮質脊髓束三維重建，能清晰顯示神經纖維走形，用于定位白質纖維束和梗死灶的空間關系[1]。

應用DTI評估急性腦梗死預后已見報道，但通過積極康復治療，患者康復治療后效果判斷能否通過DTI檢查在早期預測、從而對可能有更好恢復前景的患者給予更積極的康復治療，使之對有限的醫(yī)療資源達到更有效的利用。同時分析影響治療效果和康復的相關因素，目前尚缺乏研究。本課題通過DTI檢查探討康復治療對于急性腦梗死患者臨床預后的幫助及影響其恢復的原因。

1　材料與方法

1.1研究對象2012年1月-2014年2月經門急診入院在我院神經內科住院治療的急性缺血性腦梗死患者共計40例。其中男性21例，女性19例，年齡56～85歲之間，平均(62.40±13.39)歲。

1.2入組標準(1)首次發(fā)病的血栓性腦梗死患者，經頭部CT或MRI檢查證實并能顯示責任病灶，為單發(fā)病灶，位于基底節(jié)區(qū)、側腦室旁、半卵圓中心或腦橋，均累及白質并表現(xiàn)一側肢體運動功能障礙；(2)急性起病72 h內；(3)頭部CT排除腦出血；(4)病情相對平穩(wěn)，無意識障礙，無嚴重心肺功能障礙，無嚴重認知障礙及情緒障礙，可以耐受磁共振檢查；(5)患者知情同意，并簽署書面知情同意書。

1.3排除標準(1)合并有其他臟器或系統(tǒng)性嚴重疾??；(2)近期患出血性疾病或有出血性傾向者；(3)嚴重精神病患者，包括癡呆；(4)有藥物過敏史或者過敏體質者；(5)體內有心臟起搏器、監(jiān)測裝置，人工支架或義齒等磁性器具不能行磁共振檢查者。

1.4影像學檢查所有患者入院時行頭部MRI(橫軸位T1WI、T2WI)平掃、DWI及DTI檢查。3 m部分患者復查了頭部MRI+DTI。

1.4.1實驗設備使用PHILIPS Achieva 3.0T X-series超導磁共振儀，頭頸聯(lián)合線圈，進行MRI圖像采集。DTI序列采用單次激發(fā)自旋回波-平面回波成像序列(single-shot spinecho-echoplanar sequence,SE-EPI)。

1.4.2圖像后處理掃描結束后，將原始數(shù)據(jù)傳送至后處理工作站，由專業(yè)的影像科技術員應用自帶DTI分析軟件(Extended MR Work Space 2.6.3.4)進行圖像后處理,分別得到色彩編碼FA圖，24位顏色編碼方向圖通過紅(右-左)、綠(前-后)、藍(上-下)分別代表走形的纖維。影像科技術員在病灶部位及對側相應區(qū)域FA圖中畫出興趣區(qū)(region of interest，ROI)，面積大約為80 mm2～100 mm2，每個區(qū)域相同手段測量3次，取平均值，再將各個層面的值平均后得到梗死灶及對側相應的正常腦組織處FA值。DTT：根據(jù)白質纖維解剖，利用“種子點”標記，以梗死灶周圍纖維束為起點，計算機自動追蹤，并以FA值小于0.2，角度小于35度終止，重建雙側皮質脊髓束(corticospinal tract，CST)。

1.5病例分組符合入組標準的患者分為兩組。常規(guī)治療組20例，其中男8例，女12例，平均年齡(62.75±12.34)歲；康復治療組20例，其中男13例，女7例，平均年齡(62.05±14.61)歲。兩組年齡、性別及肢體障礙比較差異無統(tǒng)計學意義，P=0.86>0.05。

1.6治療方法治療方案：所有患者入院后均立即給予常規(guī)治療，如抗血小板聚集、改腦善循環(huán)及代謝，伴顱內高壓者予脫水治療。予降壓、降糖及降脂等對癥治療；康復治療組在上述治療基礎上加康復治療，康復治療由康復科專業(yè)醫(yī)生完成。康復治療：每天兩次，每次1 h，每周5次，持續(xù)2 w。出院后康復組患者繼續(xù)堅持康復治療1 m以上。

1.7觀察指標

1.7.1FA值測所有患者病灶側及對側相應部位的FA值，并計算其比值，即相對FA值(relative FA，rFA)，復查患者要求首次及復測的感興趣區(qū)的部位一致。

1.7.2DTT行皮質脊髓束三維成像，觀察皮質脊髓束受損情況與運動功能恢復的關系。按皮質脊髓束受累程度分為3型[2]：Ⅰ纖維束完整型，無明顯受壓、移位；Ⅱ部分受累型，表現(xiàn)為纖維束輕微受壓、移位或少數(shù)斷裂；Ⅲ完全受累型，纖維束則大部受壓、部分斷裂或全部斷裂。

1.7.3臨床神經功能評分患者均在入院初及3 m后由一名神經科醫(yī)師進行Fugl-Meyer量表(fugl-meyer motor assessment scale，F(xiàn)MA)評定，比較治療前后患者的神經功能缺損情況。

2　結　果

2.1梗死部位40例患者于DWI均能發(fā)現(xiàn)病灶，治療組：基底節(jié)區(qū)梗死8例，半卵圓中心梗死5例，側腦室旁梗死5例，腦橋梗死2例；康復組：基底節(jié)梗死9例，半卵圓中心梗死5例，側腦室旁5例，腦橋1例。

2.2兩組CST損傷程度與FMA評分的比較病初與治療后3 m時患者Fugl-Meyer量表(FMA)評分比較顯示，3 m時兩組FMA評分較病初均有明顯改善，P<0.05，康復組又顯著好于治療組(見表1)。

2.3病初兩組患側、健側CST的FA值比較病初治療組、康復組患側FA值比較，差異無顯著性，各組健側與患側比較差異有顯著性P<0.05(見表2)。

2.43 m時復查MRI/DTI，仍顯示病灶側FA值較健側下降，治療組較康復組下降更明顯P<0.05，另與入院時比較3 m時各組FA值均有下降(見表3)。

表1　不同時期CST損傷程度與FMA評分的比較±s)

與入院時比﹟P<0.05;與治療組同期比較*P﹤0.05;與Ⅰ型、Ⅱ型比較△P<0.05

表2　病初各組CST的FA值

與病側比﹟P<0.05

表3　3 m時各組FA值

與病側比﹟P<0.05；與治療組同側比*P<0.05

3　討　論

急性缺血性腦梗死后肢體癱瘓是臨床常見現(xiàn)象，除藥物治療外早期的康復治療能明顯改善患者的功能恢復，這已是不爭的事實。但在實踐中我們發(fā)現(xiàn)部分患者經過系統(tǒng)藥物及康復治療，偏癱肢體的恢復也并不理想。故尋找一種有效判斷預后的方法，使之更有效的使用有限的醫(yī)療資源是臨床需要解決的事情。DTI能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)MRI不能發(fā)現(xiàn)的白質內纖維束微細結構的早期受損，能生動的顯示缺血區(qū)纖維受損狀態(tài)和白質纖維束因病變而導致的推壓和移位、破壞[3]。目前DTI主要用于腦部尤其對白質束的觀察、追蹤、腦發(fā)育和腦認知功能的研究[4]。

磁共振彌散張量成像(diffusion tension imaging,DTI)[5]是一種有效觀察和追蹤腦白質纖維束的醫(yī)學影像技術，可無創(chuàng)性顯示和分析白質纖維束[6]，其成像原理主要為水分子在不均質組織中的彌散各向異性。目前研究普遍使用的參數(shù)為FA值[7]，表示各向異性與整個擴散的比值，范圍在0～1,1表示最大各向異性，即FA值越大，神經纖維傳導功能越強，反之則差[8]。DTI能發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)MRI不能發(fā)現(xiàn)的白質內纖維束微細結構的早期受損，能生動顯示缺血區(qū)纖維受損狀態(tài)。

本文通過觀察發(fā)病初期DTI所示的白質纖維束狀況與神經功能缺失比較，與康復治療3 m后神經功能恢復狀況對比分析，尋找影響神經功能恢復的相關因素。研究顯示兩組患者入院時均有運動障礙，神經功能評分兩組無差異，而3 m后無論常規(guī)治療組或康復治療組FMA評分均有明顯提高，表明大腦有自我修復的可塑性。但康復組不同CST分型組的FMA評分高于治療組，特別是CST-Ⅱ型、CST-Ⅲ型顯著高于治療組，說明早期康復治療可最大程度上促進和利用大腦的可塑性[9]。運動訓練可通過提高中樞神經系統(tǒng)內有利于功能恢復的各種細胞因子的表達，促進缺血性腦損傷的恢復[10]，促進神經功能的再生。

按CST分型，各型FMA有顯著性差異，Ⅰ型好于Ⅱ型,Ⅱ型好于Ⅲ型，3 m后各組仍呈現(xiàn)這種差異，Ⅲ型仍是恢復最差的一組，通過DTI檢查發(fā)現(xiàn)這部分患者恢復差與其梗死部位和皮質脊髓束損傷程度有關。Ⅲ型患者病變部位多在基底節(jié)靠內囊后肢，即皮質脊髓束(CST)通路上，皮質脊髓束受損重，白質纖維斷裂，致神經功能恢復不佳。而CST-Ⅰ型、CST-Ⅱ型皮質脊髓束輕度水腫、受壓、移位或少數(shù)斷裂，經治療水腫消退、移位改善，故臨床預后較好。DTI對CST完整性的分析可以預見腦梗死的神經運動功能結果，DTI參數(shù)可作為腦梗死神經運動能結果的潛在標記[11]。

皮質脊髓束是椎體束最大的下行纖維束，此區(qū)域該區(qū)上下行神經纖維相對集中，微小的損害也可導致較重的神經功能受損，故對其運動功能恢復至關重要。Puig等[12]認為梗死灶的位置及CST受損程度與患者預后密切相關。Konish等[13]通過對累及豆狀核紋狀體動脈區(qū)的梗死研究也發(fā)現(xiàn)，半卵圓區(qū)或放射冠區(qū)的梗死恢復較好，而內囊區(qū)梗死恢復比較差。本研究發(fā)現(xiàn)在基底節(jié)靠內囊后肢的梗死患者中運動功能恢復多較差。對該部位梗死的患者要及時與之溝通、告知，取得患者及家屬的理解，并鼓勵患者積極、堅持長期康復訓練，才能取得較好效果。

3 m后復查DTI顯示FA值較入院時進一步下降，但FMA評分較入院時提高，表明由于腦梗死后神經細胞壞死、白質脫髓鞘、白質壞死，各向異性擴散由于組織結構缺失而下降。但各組不同CST型與FA值呈正相關，CST-Ⅰ型組FA值大于CST-Ⅱ型組FA值，CST-Ⅱ型組FA值大于CST-Ⅲ型組FA值，表明FA值與神經功能恢復有相關性。但由于我們病例數(shù)較少，觀察時間不長，F(xiàn)A值與神經功能恢復的關系還不太明確，我們將對本組患者繼續(xù)隨訪。

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Correlation study of diffusion tensor imaging between motor function and prognosis in the patients with acute cerebral infarction before and after rehabilitation treatment

ZENGJiao,CHENHongqun,LIUFang.

(TheFirstAffiliatedHospital,GuiyangMedicalCollege,Guiyang550004,China)

ObjectiveTo study the relationship among the type of corticospinal tract,FA value,motor function and clinical prognosis in the patients with acute cerebral infarction before and after rehabilitation treatment by diffusion tensor imaging (DTI) and nerve function score(FMA),and to discuss the related factors that can affect neurological recovery in cerebral infarction patients.Methods40 cases of acute cerebral infarction were divided into rehabilitation and treatment group randomly.Conventional magnetic resonance imaging (MRI) and DTI were acquired in the patients on a 3.0T MR imaging scanner in the first 3 days and 3 months.Their fractional anisotropy value of the infrared focus and the contralateral corresponding brain tissues were measured.The change of nerve function was measured by Fugl-Meyer motor assessment scale (FMA),in order to understand the related factors that can affect neurological recovery.ResultsThe FMA value scores of patients in two groups were significantly higher on admission (P<0.05),group CST Ⅱ in rehabilitation group improved significantly than treatment in patients with type Ⅲ group,P<0.05.Among the prognosis of corticospinal tract in three types,CST Ⅰ was the best and the CST Ⅲ was worst.All the patients admitted to hospital at the level of lesion showed that the value of FA in lesion were significantly lower than that in the region of opposite side(P<0.05),CST Ⅰ was the highest and the CST Ⅲ was lowest.The value of FA in lesion were significantly lower than in the region of opposite side after 3 months,and it dropped to each types of corticospinal tract admitted to hospital.ConclusionIt indicates rehabilitation training in the early contributed to movement functional recovery.Who damaged corticospinal tract and fracture white matter fiber motor function recovery poorly.But the outcome of rehabilitation training is better than the treatment group.FA value and neural function damage were positively correlated.

Diffusion tensor imaging；Cerebral infraction；Rehabilitation；Motor function

1003-2754(2016)04-0334-04

2015-12-13；

2016-03-29

(貴陽醫(yī)學院附屬醫(yī)院神經內科，貴州 貴陽 550004；曾皎現(xiàn)在新鄉(xiāng)醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院神經內科，河南 新鄉(xiāng) 453002)

劉芳，E-mail：liufang_c@126.com

R743.3

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