卒中后失語的影像學(xué)評(píng)估研究進(jìn)展

徐璐瑤，陳曉迪，梁志剛

卒中后失語（post-stroke aphasia，PSA）是由腦血管病變引起大腦語言皮質(zhì)損害或與語言相關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)功能障礙所致的一種獲得性語言障礙[1]，發(fā)生率為21%～38%[2]，多因優(yōu)勢(shì)半球外側(cè)裂周圍腦區(qū)梗死或出血所致，其中尤以左側(cè)大腦中動(dòng)脈支配區(qū)域梗死導(dǎo)致的失語最多見。PSA嚴(yán)重影響患者的認(rèn)知和溝通能力，降低患者的社會(huì)參與度及生活質(zhì)量，因而會(huì)嚴(yán)重影響治療效果[3]。本文就目前臨床中應(yīng)用功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）對(duì)PSA的發(fā)病機(jī)制及恢復(fù)機(jī)制進(jìn)行的研究進(jìn)行綜述。

1 失語癥的發(fā)病機(jī)制

傳統(tǒng)失語癥的發(fā)病機(jī)制有定位學(xué)說和反定位學(xué)說?！岸ㄎ粚W(xué)說”即Wernicke-Geschwind語言模式學(xué)說[4]，即語言的理解與表達(dá)與腦皮質(zhì)特定部位相關(guān)。很多文獻(xiàn)提出，不同語言功能區(qū)的病變導(dǎo)致語言障礙的形式及程度不一[5]，如左額下回后部病變可致表達(dá)性失語（Broca aphasia），左顳上回后部病變可致感覺性失語（Wernicke aphasia）等。但定位學(xué)說無法解釋皮質(zhì)下的白質(zhì)結(jié)構(gòu)等所致的失語。因此，“反定位學(xué)說”被提出，其認(rèn)為語言功能障礙并不僅因特定語言功能腦區(qū)病變所致，而是涉及整個(gè)大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能障礙[6]，許多研究者對(duì)PSA患者行fMRI也發(fā)現(xiàn)，患者在語言恢復(fù)過程中可見腦網(wǎng)絡(luò)功能連接（functional connectivity，F(xiàn)C）的改變、部分腦區(qū)功能重組及神經(jīng)可塑性增強(qiáng)[7-8]，這或許更符合語言活動(dòng)是由大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控。PSA的發(fā)病機(jī)制則是由于腦血管病變引起大腦語言功能區(qū)受損或功能區(qū)間甚至左右大腦半球FC異常，導(dǎo)致語言障礙[9-10]。

2 卒中后失語的影像學(xué)評(píng)估

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)影像學(xué)，如頭顱CT、MRI可用來評(píng)估梗死的病變部位及大小，CTP、MRP可提供腦血流灌注情況，但結(jié)構(gòu)影像學(xué)僅能評(píng)估腦語言功能區(qū)是否發(fā)生梗死及血流灌注情況，無法觀測(cè)卒中后語言網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化情況。而fMRI可對(duì)PSA發(fā)生前后及治療前后語言功能腦區(qū)、腦區(qū)間FC以及大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，這有助于更好地探索PSA的發(fā)病機(jī)制、病變發(fā)展及恢復(fù)機(jī)制[11-12]。

2.1 功能磁共振成像 基于血氧水平依賴的fMRI（blood oxygen level dependent fMRI，BOLD-fMRI）具有較高的時(shí)空分辨率，可以更好地反映腦局部和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變化，且可動(dòng)態(tài)觀測(cè)語言功能網(wǎng)絡(luò)，是近年神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的熱點(diǎn)，包括任務(wù)態(tài)fMRI和靜息態(tài)fMRI（restingstate fMRI，rs-fMRI）兩種模式。

2.1.1 任務(wù)態(tài)功能磁共振成像 任務(wù)態(tài)fMRI是指在實(shí)施過程中，患者需執(zhí)行特定任務(wù)，從而誘發(fā)大腦形成任務(wù)狀態(tài)下的神經(jīng)元活動(dòng)，以獲得大腦神經(jīng)元活動(dòng)信號(hào)差異的激活圖，從而揭示特定任務(wù)狀態(tài)下的大腦活動(dòng)規(guī)律[4]。何雅娜等[13]對(duì)10例腦梗死后運(yùn)動(dòng)性失語患者進(jìn)行詞語聯(lián)想任務(wù)，fMRI發(fā)現(xiàn)左側(cè)Broca區(qū)無明顯激活，而其周圍區(qū)域及右側(cè)Broca鏡像區(qū)激活明顯增加，提示左側(cè)Broca區(qū)受損后語言功能的恢復(fù)可能是通過病灶周圍區(qū)域功能重組及右側(cè)Broca鏡像區(qū)代償來實(shí)現(xiàn)的，但二者是否同時(shí)促進(jìn)語言功能恢復(fù)以及右側(cè)Broca鏡像區(qū)的激活是否為有效激活仍需進(jìn)一步研究。由于卒中后患者常伴運(yùn)動(dòng)及認(rèn)知障礙等，難以完成事先設(shè)計(jì)好的試驗(yàn)任務(wù)，而試驗(yàn)任務(wù)完成與否、難易程度等均會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致結(jié)論不盡相同[14]，因此，近年來，越來越多的研究集中于rs-fMRI。

2.1.2 靜息態(tài)功能磁共振成像 rs-fMRI無需完成任何語言任務(wù)，患者只需保持閉眼清醒的狀態(tài)，平躺在掃描儀里，約6 min即可完成相應(yīng)的掃描，患者的配合程度高，操作簡(jiǎn)便，尤其適合卒中后患者的臨床研究。目前，rs-fMRI已在神經(jīng)變性病及精神疾病等領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究[12，15-17]。近年來，一些學(xué)者將其應(yīng)用于PSA。語言的形成依賴于皮質(zhì)及皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)等多個(gè)腦區(qū)組成的語言功能網(wǎng)絡(luò)[18]，當(dāng)這些腦區(qū)發(fā)生梗死時(shí)就會(huì)引起自發(fā)活動(dòng)的異常以及腦網(wǎng)絡(luò)FC的異常，從而導(dǎo)致PSA。當(dāng)前，對(duì)于PSA后的恢復(fù)機(jī)制研究不明，Crinion等[19]進(jìn)行的研究提出，PSA的恢復(fù)機(jī)制主要與梗死區(qū)的血流再灌注、相關(guān)腦區(qū)功能重組及神經(jīng)再塑有關(guān)。普遍認(rèn)為在早期語言功能恢復(fù)中，實(shí)現(xiàn)梗死區(qū)血流再灌注的時(shí)間越早，恢復(fù)越好。而晚期語言功能的恢復(fù)則通過左側(cè)半球殘存語言網(wǎng)絡(luò)的重組以及對(duì)側(cè)皮質(zhì)區(qū)的募集和代償來實(shí)現(xiàn)[20-22]。

有關(guān)PSA的非急性期語言功能恢復(fù)機(jī)制主要有以下兩種：一是“半球間抑制理論”，語言優(yōu)勢(shì)半球位于左側(cè)大腦半球，當(dāng)左側(cè)半球語言功能區(qū)受損后，其通過胼胝體對(duì)右側(cè)半球相關(guān)腦區(qū)的抑制減弱甚至消失，此時(shí)，右側(cè)半球相關(guān)腦區(qū)激活增加，反而抑制左側(cè)半球的激活，使得左側(cè)半球病灶周圍區(qū)域的功能重組受到抑制，從而影響語言功能的恢復(fù)[23]，因此使用的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（repeated transcranial magnetic stimulation，rTMS）就是通過給予患側(cè)半球相關(guān)腦區(qū)高頻刺激增強(qiáng)其病灶周圍區(qū)域功能重組或低頻刺激抑制健側(cè)大腦激活來促進(jìn)語言功能恢復(fù)的。二是“雙峰平衡恢復(fù)模型”理論[24]，該理論引入了結(jié)構(gòu)儲(chǔ)備這一新參數(shù)，即左側(cè)大腦半球受損后殘存的語言功能腦區(qū)的體積，其認(rèn)為大腦半球間平衡和功能恢復(fù)與腦損傷后殘存的語言功能腦區(qū)的體積相關(guān)。殘存的語言功能腦區(qū)體積大，則由病灶周圍區(qū)域的功能重組來恢復(fù)，殘存的語言功能腦區(qū)的體積小，則由對(duì)側(cè)半球鏡像區(qū)域語言功能網(wǎng)絡(luò)的代償來恢復(fù)。Shah等[25]研究發(fā)現(xiàn)PSA患者的語言功能恢復(fù)與病灶大小有關(guān)，病灶范圍小則可通過病灶周圍區(qū)域的功能重組恢復(fù)，而病灶范圍大則由對(duì)側(cè)半球鏡像區(qū)語言功能網(wǎng)絡(luò)的代償來恢復(fù)，這與“雙峰平衡恢復(fù)模型”理論相符。

目前，很多研究者從大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的FC方面來研究PSA。Guo等[26]應(yīng)用功能連接密度（functional connectivity density，F(xiàn)CD）分析法，將17例PSA患者的長(zhǎng)程和短程FC與健康人做對(duì)比發(fā)現(xiàn)，PSA組中右側(cè)顳內(nèi)側(cè)回的長(zhǎng)程FCD增加；右側(cè)顳回、額下回、丘腦、島葉和顳內(nèi)側(cè)回的短程FCD增加；左側(cè)顳上回、梭形回和顳內(nèi)側(cè)回的長(zhǎng)程FCD降低；左側(cè)額回、尾狀回、丘腦、梭形回和顳內(nèi)側(cè)回的短程FCD降低。該研究結(jié)果提示PSA后右側(cè)大腦半球的可能代償作用。Xu等[27]利用rs-fMRI研究卒中后完全失語患者大腦的FC特性，將11例亞急性完全失語患者以及年齡、性別和教育水平相匹配的11例健康者納入該研究，結(jié)果顯示PSA組的大腦感覺運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、語言網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)同源腦區(qū)之間的FC降低；在全腦FC的分析中，PSA組的大腦半球間和半球內(nèi)的連通性降低，尤其體現(xiàn)在雙側(cè)顳葉之間以及左側(cè)半球的顳下后回和角回之間；還發(fā)現(xiàn)語言網(wǎng)絡(luò)和小腦網(wǎng)絡(luò)之間表現(xiàn)出比健康組更強(qiáng)的聯(lián)系，這可能表明代償。Zhang等[15]利用fMRI來研究20例亞急性失語以及20例健康者的腦靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)PSA組大腦突顯網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的FC顯著增加；左額頂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和突顯網(wǎng)絡(luò)之間的FC顯著增強(qiáng)；左額頂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和右額頂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的FC顯著降低；左額頂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和后默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)之間的FC顯著降低，并提出左額頂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和右額頂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之間的FC減少是語言障礙的關(guān)鍵因素。rs-fMRI通過測(cè)量靜息網(wǎng)絡(luò)FC的差異，可以將失語患者與健康者區(qū)分開[28-29]，還可預(yù)測(cè)失語的嚴(yán)重程度，動(dòng)態(tài)觀測(cè)整個(gè)大腦FC的變化以及語言的恢復(fù)情況[11，30-31]，這將有助于為今后準(zhǔn)確選擇治療靶點(diǎn)、促進(jìn)語言功能的更好恢復(fù)提供重要依據(jù)。

2.2 彌散張量成像 彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是唯一可在活體內(nèi)進(jìn)行腦白質(zhì)結(jié)構(gòu)成像以及3D可視化白質(zhì)纖維神經(jīng)通路的MRI新技術(shù)[32]。近年來，許多學(xué)者將DTI技術(shù)應(yīng)用于PSA，發(fā)現(xiàn)語言功能區(qū)及其纖維環(huán)路遭到破壞均可導(dǎo)致失語。Marin等[33]對(duì)皮質(zhì)下卒中患者的尸檢研究發(fā)現(xiàn)，腦缺血性損傷后白質(zhì)的改變主要表現(xiàn)為脫髓鞘和結(jié)構(gòu)破壞。Yao等[34]應(yīng)用DTI研究10例慢性PSA患者非語言認(rèn)知障礙相關(guān)的腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)變化發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，患者組可見雙側(cè)額枕下束、下縱束、左上縱束各向異性分?jǐn)?shù)較高，平均擴(kuò)散率及徑向擴(kuò)散率較低，這表明PSA后白質(zhì)微結(jié)構(gòu)受損；還發(fā)現(xiàn)右鉤束的平均擴(kuò)散率和徑向擴(kuò)散率與空間知覺及運(yùn)動(dòng)執(zhí)行得分呈負(fù)相關(guān)，而左鉤束的各向異性分?jǐn)?shù)與定向得分呈負(fù)相關(guān)。目前很多學(xué)者提出PSA后白質(zhì)纖維也會(huì)發(fā)生不同程度的破壞，因此推測(cè)白質(zhì)纖維參與大腦語言功能區(qū)的聯(lián)系與連接，但不同白質(zhì)纖維的具體作用仍未明確，仍需進(jìn)一步研究。

2.3 磁共振波譜 磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）是一種無創(chuàng)性檢測(cè)腦組織能量及生化代謝改變的影像學(xué)技術(shù)，除了對(duì)了解各種疾病的生化代謝改變意義重大外，在疾病的病理生理變化、臨床診斷、判斷預(yù)后和治療效果方面也有很大作用[35-36]。Zhang等[37]應(yīng)用MRS結(jié)合MRP檢測(cè)33例經(jīng)西方失語成套測(cè)驗(yàn)（western aphasia battery，WAB）診斷為表達(dá)性失語或感覺性失語患者的腦語言功能區(qū)的代謝情況及血流灌注，發(fā)現(xiàn)病灶側(cè)N-乙酰天門冬氨酸、膽堿、肌酸含量均較其對(duì)側(cè)鏡像區(qū)降低，提示病灶側(cè)與對(duì)側(cè)鏡像區(qū)相比存在低代謝。頭顱PWI示病灶側(cè)與其對(duì)側(cè)鏡像區(qū)相比存在低灌注。這提示若能盡早恢復(fù)語言功能區(qū)的血流灌注、改善病灶區(qū)的代謝，患者的語言功能將得到改善。

綜上所述，目前的臨床研究、結(jié)構(gòu)和功能影像學(xué)研究、神經(jīng)生理學(xué)研究等使臨床對(duì)PSA的發(fā)病機(jī)制、病變發(fā)展及恢復(fù)機(jī)制有了更深入的了解，這些將有助于制訂更合理的治療方案。未來需要更大樣本以及更完善的研究設(shè)計(jì)來探討PSA早、晚不同時(shí)期的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變化情況，從而盡早給予干預(yù)治療以促進(jìn)語言功能的恢復(fù)。

【點(diǎn)睛】功能影像學(xué)可用于探討卒中后失語的發(fā)病機(jī)制、病變發(fā)展及恢復(fù)機(jī)制，有助于尋求更佳治療方案。