腦卒中后吞咽障礙患者下丘腦功能連接和全腦各向異性的磁共振成像研究

林志誠，游詠梅，王君，魏偉，夏敏，薛偕華,2

1.福建中醫(yī)藥大學附屬康復醫(yī)院，福建福州市 350003；2.福建省康復技術重點實驗室，福建福州市350003

腦卒中后吞咽障礙發(fā)病率高，易并發(fā)吸入性肺炎、營養(yǎng)不良等，影響康復進程[1?2]。吞咽活動受不同層面中樞及周圍神經調控[3]。腦的結構和功能改變是卒中后吞咽障礙的病理機制[4?5]；而由吞咽障礙導致的食欲下降、進食畏怯、情緒焦慮等進一步影響吞咽障礙的康復[6]。下丘腦參與吞咽活動的神經調控，同時是攝食中樞，參與吞咽相關的內分泌調節(jié)[7?8]。本研究采用靜息態(tài)功能磁共振成像(resting?state functional nu?clear magnetic resonance,rs?fMRI)和彌散張量成像(dif?fusion tensor imaging,DTI)，從下丘腦功能網絡和全腦白質結構完整性的角度，探討卒中后吞咽障礙患者的腦機制。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2018 年12 月至2019 年12 月，選擇福建中醫(yī)藥大學附屬康復醫(yī)院腦卒中后吞咽功能障礙患者14例為患者組，符合1995 年中華醫(yī)學會第4 次全國腦血管病學術會議修訂的“各類腦血管疾病診斷要點”，并經CT或MRI證實為腦梗死或腦出血，同時具備以下吞咽障礙臨床表現：存在吞咽全過程的嗆咳、咀嚼或發(fā)音困難；舌肌、咬肌、咽喉肌或軟腭運動障礙；咽反射存在、減弱或消失，軟腭反射減弱或消失。社區(qū)招募年齡、性別、優(yōu)勢半球匹配的健康受試者15 例為對照組。

本研究經福建中醫(yī)藥大學附屬康復醫(yī)院倫理委員會審核批準(No.2017KY?005?01)，受試者或其監(jiān)護人簽署知情同意書。

納入標準：①年齡40～80 歲；②洼田飲水試驗≥Ⅲ級，首次存在吞咽障礙；③意識清楚，能配合。

排除標準：①嚴重心肺功能不全、精神失?；蛑橇Φ拖?，無法配合檢查；②并發(fā)影響吞咽功能的其他疾??；③體內有金屬殘留等無法行掃描或影響圖像質量。

1.2 實驗方法

采用Prisma 3.0 T 磁共振成像儀(德國西門子公司)，數據分 析軟件包括MatLabR2013b、DPA?BI_V4.1、MRIcron、FMRIB Software Library (FSL)、SPM12等。

T1像掃描參數：重復時間2200 ms，回波時間2.48 ms，間隔900 ms，分辨率256×256，層厚1 mm，層數176，視野250×250 mm。

EPI序列掃描參數：重復時間2000 ms，回波時間30 ms，視野224×224 mm，分辨率64×64，層厚3.5 mm，間隔0.7 mm，層數36。

DTI 掃描參數：重復時間69 ms，回波時間5000 ms，視野224×224 mm，圖像大小128×128，層厚3.5 mm，間隔0.7 mm，層數35，彌散敏感梯度方向32，b0=1000 s/mm2。

1.3 數據處理

1.3.1 rs?fMRI

去除掃描前10個時間點信號不穩(wěn)定的數據；時間校正；頭動校正；把結構像轉入功能像空間，并獲得功能像轉換到標準空間的矩陣；空間標準化，使數據圖像配準入MNI標準空間模板；平滑，濾波。

選取雙側下丘腦為種子點，MNI 坐標左(-4,-1,-13)，右(5,-1,-13)[9]，構建2 個半徑為3 mm 的球形區(qū)，計算種子點與其他腦區(qū)各體素間的功能連接值。采用Fisher轉換把功能連接值轉換為Z值。

1.3.2 DTI

所有數據進行渦流校正；顱骨剝離得到腦內組織掩模圖像，計算所有各向異性分數(fraction anisotro?py,FA)圖；將FA 圖空間標準化，配準到MNI 模板空間；采用半高寬8 mm 平滑核對配準后的FA 圖像進行高斯平滑。

這段話中，作者借助律師之口有意突出了男孩的個人歷險與古老的史詩之間的聯(lián)系；并且強調這部個人史詩應該用一種“更有力度的語言”，事實上是帝國的語言——拉丁語——講出來，明顯表現了一種帝國的懷舊情結和強烈的敘事沖動。

1.4 吞咽功能評定

采用選擇進食評估工具?10 (Eating Assessment Tool?10,EAT?10)進行吞咽功能評定，該量表評價腦卒中后吞咽障礙有較好敏感性[10]，同時涉及由吞咽功能障礙導致的食欲、體質量變化。量表總分40分，評分越高，吞咽障礙越嚴重。

1.5 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件處理數據。計量資料以()表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。

rs?fMRI 數據使用SPM12 軟件進行統(tǒng)計學分析。獨立樣本t檢驗比較患者組與對照組功能連接度的差異，P＜0.005，體素＞20 為有顯著性差異。存在顯著性差異的功能連接與EAT?10評分行Person相關分析。

DTI數據使用SPM 12軟件進行統(tǒng)計學分析?；趶V義線性模型，對高斯平滑處理后的數據進行逐像素統(tǒng)計分析，P＜0.005，clusters ＞30為有顯著性差異。

2 結果

患者組14 例完成rs?fMRI 和DTI 掃描；對照組15例完成rs?fMRI掃描，14例完成DTI掃描。

2.1 rs?fMRI

與對照組相比，患者組左側下丘腦與左側中央前回、左側中央后回、左側邊緣葉、左側頂葉、左側枕葉功能連接減弱，與左側丘腦、左側中腦、右側枕葉功能連接增加；右側下丘腦與右側中央前回、雙側邊緣葉、雙側顳上回、右側頂葉功能連接減少；與雙側頂葉、雙側枕葉功能連接增加。見表1、表2、圖1。

表1 兩組間與左側下丘腦功能連接有變化的腦區(qū)

表2 兩組間與右側下丘腦功能連接有變化的腦區(qū)

圖1 兩組間與下丘腦功能連接有變化的腦區(qū)

EAT?10 評分與左側下丘腦和左側中央前回(r=-0.595,P=0.025)、左側中央后回功能連接(r=-0.934，P＜0.001)呈負相關性；與左側下丘腦和左側頂葉(r=0.583,P=0.028)、右側下丘腦和左側枕葉功能連接(r=0.630,P=0.016)呈正相關。

2.2 DTI

患者組FA 降低的腦區(qū)為雙側中央前回、雙側中央后回、雙側頂葉、雙側枕葉、雙側額葉、雙側尾狀核、雙側丘腦、右側顳上回、右側延髓、右側橋腦和左側小腦后葉，FA 升高的腦區(qū)為雙側小腦前葉和右側扣帶回。見表3、表4、圖2。

圖2 兩組間FA有變化的腦區(qū)

表3 患者組FA減低的腦區(qū)

表4 患者組FA增加的腦區(qū)

3 討論

吞咽活動是一種由視、聽、嗅、味覺等同時參與的復雜的感覺運動過程，涉及大腦皮質、皮質下等不同區(qū)域[11?12]。腦卒中患者常出現吞咽障礙[13]，腦結構和功能的改變是其病理基礎。

下丘腦是參與吞咽活動的重要腦區(qū)，與其他中樞結構有著發(fā)達且復雜的神經連接。吞咽時，大腦半球激活下行纖維，通過內囊和下丘腦到達延髓吞咽中樞，產生吞咽和口腔咀嚼運動。下丘腦又是攝食中樞，參與食欲、內分泌調控[14]。當食物進入口腔后，嗅、視覺與食欲反應相結合，激活腦干吞咽中樞[15]。腦卒中伴吞咽困難患者早期可產生胰島素抵抗，營養(yǎng)不良[16]；改善吞咽功能可改善腦卒中患者的營養(yǎng)狀態(tài)，加速康復[17]。

吞咽活動的神經調控包括皮質吞咽中樞、皮質下結構和腦干吞咽中樞。皮質吞咽中樞主要參與吞咽的啟動和口咽階段的控制，涉及感覺運動皮質，扣帶回，額、顳、島、頂、枕葉等[18?19]，以感覺運動皮質最為重要。中央前回為皮質運動中樞，中央后回為皮質感覺中樞，對吞咽活動涉及的肌肉控制和感覺反饋起重要作用。吞咽活動時，運動和感覺皮質一致激活[20]。本研究顯示，卒中后吞咽障礙患者的下丘腦與中央前、后回功能連接減弱，其程度與吞咽障礙嚴重程度相關，反映了運動、感覺皮質在吞咽功能活動中的重要性。

吞咽準備期和口腔期需注意力集中。注意力障礙患者易受干擾影響攝食[21]。頂葉參與注意力網絡組成[22]，與感覺信息的空間定位有關。頂葉等腦區(qū)在注意力對感覺信息引發(fā)的神經活動調節(jié)中起重要作用[23]。枕葉是視皮質中樞，與吞咽活動相關的視覺刺激結合聽覺、視聽刺激，引起吞咽活動相關腦區(qū)激活[24]。卒中后吞咽障礙患者枕葉低頻振幅增加，是適應性代償的表現[25]。本研究顯示，卒中后吞咽障礙患者下丘腦與頂葉、枕葉功能連接的增加與吞咽障礙嚴重程度相關，提示卒中后吞咽障礙患者可能需要更多的注意和視覺代償，以保證吞咽活動完成。

皮質下結構是吞咽皮質信息下傳通路。皮質下結構損害導致上、下行纖維破壞，造成口傳遞時間減慢，吞咽始發(fā)延遲，咽吞咽神經肌肉時序受損[26]；皮質下結構也參與吞咽認知行為，如反應抑制、運動執(zhí)行[11]。丘腦腹后外側是面部和口腔的感覺區(qū)，丘腦梗死可導致嚴重的咽期和口腔期吞咽障礙[27]。吞咽任務可激活丘腦[28]?；坠?jié)區(qū)與大腦吞咽皮質、丘腦和腦干存在聯(lián)系環(huán)路，參與計劃自主運動；基底節(jié)區(qū)損傷可致咽期傳遞時間延遲[29]。

腦干是吞咽低級中樞。中腦是皮質腦干束的走行部分，延髓背側區(qū)與腹外側區(qū)構成腦干吞咽中樞模式發(fā)生器[30]。橋腦調節(jié)咽部肌群肌張力，橋腦卒中常致咽部肌群張力異常，造成咽期吞咽延遲、痙攣性咽壁癱瘓等[15]。小腦蚓部能觸發(fā)吞咽[31]。小腦后葉保證吞咽動作和過程協(xié)調、流暢，而小腦紅核刺激可引起吞咽反射，提示紅核參與控制吞咽[32]。

本研究顯示，卒中后吞咽障礙患者吞咽皮質、皮質下結構和腦干吞咽中樞存在廣泛的白質完整性受損。

總之，本研究探討卒中后吞咽功能障礙的腦功能網絡和白質結構的改變。但樣本量偏少，缺乏亞組分析。下階段應加大樣本量，并進行亞組分析，進一步闡明卒中后吞咽障礙患者的影像學變化機制。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。