彌散張量成像評估腦卒中后吞咽障礙與皮質(zhì)延髓束的相關(guān)性

舒琳睿 孫道東 周 婷 儲浩然 程紅亮 蔣雷雷 陳幸生

1）安徽中醫(yī)藥大學(xué)，安徽 合肥 230000 2）安徽中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院，安徽 合肥 230000

腦卒中是一種由于腦血管破裂或阻塞導(dǎo)致局灶性腦組織損害的腦血管病，具有發(fā)病率高、病死率高、致殘率高的特點(diǎn)，常遺留復(fù)雜的并發(fā)癥［1］。吞咽障礙是腦卒中后的常見并發(fā)癥之一，最常見的早期臨床表現(xiàn)是飲水嗆咳、進(jìn)食困難［2］。嚴(yán)重吞咽障礙的患者需借助鼻飼管進(jìn)食，部分患者因難以進(jìn)食導(dǎo)致營養(yǎng)不良，部分患者因進(jìn)食過程發(fā)生誤吸而導(dǎo)致吸入性肺炎［3-4］。流行病學(xué)調(diào)查顯示，有腦卒中、神經(jīng)變性疾病、頭頸癌的老年人（＞65 歲）吞咽障礙患病率39.1%，其中腦卒中患者占51.14%［5］，亞洲人群腦卒中后吞咽障礙的發(fā)病率為36.3%［6］。

彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）可以定量分析腦白質(zhì)組織，量化病灶區(qū)白質(zhì)的病變程度［7］。彌散張量纖維束成像（diffusion tensor tractography，DTT）可通過重建神經(jīng)纖維束的三維圖像直接觀察腦白質(zhì)，評估患者的病情和預(yù)后［8］。本研究旨在通過DTI 評估腦卒中后吞咽障礙與皮質(zhì)延髓束的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2022-02—09在安徽中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院腦病四科門診及住院的31例腦卒中后吞咽困難患者。按吞咽困難的洼田飲水試驗(yàn)（water swallowing test，WST）分級將患者分為A組（14例，洼田飲水試驗(yàn)2 級）和B 組（17 例，洼田飲水試驗(yàn)3～5 級）。A 組患者中男11 例，女3 例；年齡44～76（60.64±3.07）歲；病程10～150（35.07±9.75）d。B組患者中男7 例，女10 例；年齡58～84（72.18±2.54）歲；病程14～120（43.24±6.80）d。2 組一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。本研究由安徽中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院機(jī)構(gòu)審查委員會批準(zhǔn)（倫理批號：2022-zj-13）。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)（1）符合《中國吞咽障礙評估與治療專家共識（2017年版）》《中國急性缺血性腦卒中診治指南（2018 版）》的診斷標(biāo)準(zhǔn)；（2）洼田飲水試驗(yàn)評分≥2 分，表示可能或確定有吞咽障礙的患者；（3）患者在半年內(nèi)出現(xiàn)急性腦出血或急性腦梗死；（4）生命體征平穩(wěn)，能配合體格檢查，有飲水嗆咳、進(jìn)食困難的患者；（5）NIHSS評分1～15分；（6）病程2周～6個月；（7）年齡30～85歲；（8）患者對本研究有良好依從性，自愿參加并簽署知情同意書。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)（1）意識障礙、認(rèn)知功能障礙、嚴(yán)重多器官衰竭、凝血功能障礙患者；（2）幽閉恐懼癥及體內(nèi)植入支架、起搏器的患者。

1.4 病例脫落和剔除標(biāo)準(zhǔn)（1）納入病例后出現(xiàn)新的梗死或出血灶，因而未完成整個療程；（2）納入病例后發(fā)生病情變化而病重或死亡者；（3）未按方案規(guī)定治療，影響療效或安全性判定者；（4）不能配合磁共振檢查者。

1.5 觀察指標(biāo)及檢測方法

1.5.1 洼田飲水試驗(yàn)：囑患者坐立位喝完30 mL 溫水，根據(jù)吞咽困難程度分為5級。1級為患者可一口將30 mL水喝完；2級為患者分2次以上將水喝下，無嗆咳；3級為患者可一次將水喝完，但有嗆咳；4級為患者吞咽2次以上，但有嗆咳；5級為患者頻繁嗆咳，無法將水全部喝下。1 級為正常，2 級為可疑吞咽障礙，3～5級為確定吞咽障礙。

1.5.2 標(biāo)準(zhǔn)吞咽功能評價（standardized swallowing assessment，SSA）：SSA 由3 部分組成，第1 部分：意識、自主咳嗽、軟腭運(yùn)動、呼吸、閉唇、咽反射和頭軀干控制；第2部分：囑患者喝5 mL水，觀察喉部運(yùn)動，是否有飲水嗆咳，嘴角是否有水流出；第3部分：如果無上述異常，囑患者喝完60 mL水，觀察是否有飲水嗆咳［9］。得分最高46分，最低17分。得分越低，吞咽功能越好。

1.5.3 MRI 采集：采用SIEMENS 1.5T 磁共振掃描儀（德國西門子公司，型號：Avanto），使用32 通道頭部線圈采集圖像。常規(guī)掃描包括：T1加權(quán)成像（T1WI）、T2加權(quán)成像（T2WI）、T2-tirm-tra-darkfluid 及矢狀位T1WI，設(shè)定層厚、層間距依次為5.5 mm、1 mm。DTI采集采用單次激發(fā)回波平面成像（echo planar imaging，EPI）序列，參數(shù)如下：TR/TE=2 200 ms/263 ms，翻轉(zhuǎn)角度=80°，視野=250 mm×250 mm，矩陣=250×250，體素大小=1 mm×1 mm×1 mm，32 個軸向切片，無間隙，采集時間=5＇25″。沿30個非共線方向施加擴(kuò)散敏感梯度，其值為1 000 s/mm2，以獲得加權(quán)圖像和一個未加權(quán)B0圖像，其值=0 s/mm2。

1.5.4 圖像處理：獲得DTI圖像后，根據(jù)皮質(zhì)延髓束走行選擇感興趣區(qū)域（region of interest，ROI）：半卵圓中心、額葉皮層下部、胼胝體體部、胼胝體膝部、尾狀核頭部、內(nèi)囊膝部、丘腦、島葉、中腦、腦橋和延髓，采用配套軟件處理后獲得部分各向異性（fractional anisotropy，F(xiàn)A）值，分別測量半卵圓中心、額葉皮層下、胼胝體體部、胼胝體膝部、尾狀核頭部、內(nèi)囊膝部、丘腦、島葉、中腦、腦橋和延髓的FA值。在中腦下部選擇左右2個種子點(diǎn)，構(gòu)建出皮質(zhì)延髓束的重建圖像。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 26.0統(tǒng)計學(xué)軟件，計量資料2組比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)。Pearson 線性相關(guān)分析各ROI 的FA 值與WST 評分的相關(guān)性。使用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析ROI 區(qū)的FA值對腦卒中后吞咽障礙的預(yù)后價值。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 感興趣區(qū)FA值A(chǔ)組半卵圓中心、額葉皮層下部、胼胝體膝部、胼胝體體部、內(nèi)囊膝部的FA值高于B組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 2組患者腦部各ROI的FA值比較 （±s）Table 1 Comparison of FA values in different ROIs of the brain between two groups （±s）

表1 2組患者腦部各ROI的FA值比較 （±s）Table 1 Comparison of FA values in different ROIs of the brain between two groups （±s）

組別A組B組n 14 17半卵圓中心0.35±0.023 0.29±0.019額葉皮層下部0.42±0.041 0.29±0.023胼胝體體部0.42±0.030 0.34±0.028胼胝體膝部0.45±0.030 0.28±0.025尾狀核頭部0.28±0.021 0.29±0.028內(nèi)囊膝部0.42±0.021 0.27±0.020丘腦0.37±0.024 0.33±0.022島葉0.27±0.031 0.25±0.023杏仁體0.19±0.017 0.24±0.018中腦0.39±0.036 0.38±0.036腦橋0.44±0.032 0.41±0.028延髓0.31±0.030 0.28±0.022

2.2 A組和B組病灶部位分布比較A組和B組病灶部位分布比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 A、B組病變腦血管位置、病灶部位比較Table 2 Comparison of lesion location and lesion location between group A and B

2.3 FA 值與WST 評分的相關(guān)性分析Pearson 線性相關(guān)分析提示半卵圓中心、額葉皮層下部、胼胝體膝部、胼胝體體部、內(nèi)囊膝部的FA 值與WST 評分呈負(fù)相關(guān)（r=—0.531，P＜0.05；r=—0.594，P＜0.05；r=—0.679，P＜0.05；r=—0.387，P＜0.05；r=—0.757，P＜0.05）。見圖1～5。

圖1 半卵圓中心FA值與WST評分的相關(guān)性Figure 1 Correlation between FA value and WST score in the center of semi-oval

圖2 額葉皮層下部FA值與WST評分的相關(guān)性Figure 2 Correlation between FA value and WST score in lower frontal cortex

圖3 胼胝體膝部FA值與WST評分的相關(guān)性Figure 3 Correlation between FA value and WST score in knee of corpus callosum

圖4 胼胝體體部FA值與WST評分的相關(guān)性Figure 4 Correlation between FA value and WST score in corpus callosum

圖5 內(nèi)囊膝部FA值與WST評分的相關(guān)性Figure 5 Correlation between internal capsular knee and WST score

2.4 FA值對腦梗死的預(yù)測價值ROC曲線提示，額葉皮層下部FA 值、內(nèi)囊膝部FA 值關(guān)于腦卒中后吞咽障礙預(yù)后的曲線下面積分別為0.769、0.937，最佳截斷值分別為0.357、0.344。見表3、圖6～7。

圖6 額葉下回FA值預(yù)測卒中后吞咽障礙的ROC曲線Figure 6 ROC curve of lower frontal gyrus FA value predicting swallowing disorder after stroke

表3 FA值對卒中后吞咽障礙的預(yù)測作用Table 3 Predictive effect of FA value on dysphagia after stroke

2.5 可疑吞咽障礙患者與吞咽障礙患者的DTI重構(gòu)圖像比較可疑吞咽障礙患者比吞咽障礙患者的皮質(zhì)延髓束更稀疏。見圖8。

圖8 A：可疑吞咽障礙患者；B：吞咽障礙患者Figure 8 A：Patients with suspected dysphagia; B：Patients with dysphagia

3 討論

腦卒中具有高發(fā)病率、高致殘率、高病死率的特點(diǎn)，診斷和治療腦卒中已成為當(dāng)今醫(yī)學(xué)重點(diǎn)研究的一個話題［10-11］。在磁共振的基礎(chǔ)上加用彌散張量成像技術(shù)可直觀觀察腦卒中后吞咽障礙患者的皮質(zhì)延髓束的缺損程度［12-13］。DTI 的原理是在磁共振彌散加權(quán)信號的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)處理，利用彌散各向異性效應(yīng)獲得細(xì)致的微觀結(jié)構(gòu)，可直觀觀察到腦卒中后吞咽障礙患者的腦白質(zhì)［14］。本研究通過測量各興趣區(qū)的FA值，客觀評估腦卒中后患者的吞咽障礙程度。DTT是在DTI的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，利用神經(jīng)纖維間水分子的各向異性，將神經(jīng)纖維束三維可視化，可直觀觀測神經(jīng)纖維束的完整性［15］。

腦卒中后吞咽障礙患者的病灶部位多在雙側(cè)大腦皮質(zhì)下、側(cè)腦室旁、基底節(jié)區(qū)［16］。假性延髓性麻痹的病灶位置與真性延髓性麻痹不同，真性延髓性麻痹的病變位于疑核和舌下神經(jīng)核，多為單側(cè)病變，而假性延髓性麻痹的病灶位于皮質(zhì)延髓束，多為雙側(cè)病變［17］。目前常用于評估卒中后吞咽障礙的指標(biāo)是WST和SSA［18-19］。本次研究中，根據(jù)洼田飲水試驗(yàn)結(jié)果將患者分為可疑吞咽障礙組（A 組）與吞咽障礙組（B 組），對比分析A 組和B 組感興趣區(qū)FA 值，得出A組半卵圓中心、額葉下部、內(nèi)囊膝部、胼胝體部的FA值高于B組。

大腦動脈主要來自頸內(nèi)動脈和椎基底動脈［20］。大腦動脈的循環(huán)可分為前循環(huán)和后循環(huán)。大腦前循環(huán)系統(tǒng)是頸內(nèi)動脈系統(tǒng)，其供應(yīng)范圍包括大腦半球的額葉、顳葉、島葉、頂葉皮質(zhì)和基底節(jié)［21］；大腦后循環(huán)系統(tǒng)稱為椎基底動脈系統(tǒng)，其供應(yīng)范圍包括延髓、中腦、腦橋、丘腦和小腦［22］。本研究發(fā)現(xiàn)腦卒中后假性延髓性麻痹患者的前循環(huán)系統(tǒng)皆有病變，病灶部位多在大腦皮質(zhì)下、側(cè)腦室旁、基底節(jié)區(qū)，該部位的缺血壞死與患者前循環(huán)病變密切相關(guān)。前循環(huán)系統(tǒng)供血不足引起相應(yīng)區(qū)域發(fā)生缺血、缺氧、壞死，進(jìn)而破壞皮質(zhì)延髓束的完整性，導(dǎo)致吞咽障礙。

皮質(zhì)延髓束又稱皮質(zhì)核束、皮質(zhì)腦干束［23］。皮質(zhì)延髓束在內(nèi)囊膝部處走行，其纖維束起于額葉皮質(zhì)，部分纖維束終止于腦干內(nèi)的神經(jīng)核團(tuán)，部分纖維束繼續(xù)向下延伸至延髓［24］。假性延髓性麻痹的病灶部位是皮質(zhì)延髓束，腦卒中后皮質(zhì)延髓束的腦白質(zhì)部分缺損，進(jìn)一步損害腦卒中患者的吞咽功能［25］。皮質(zhì)延髓束的腦白質(zhì)纖維束從大腦皮質(zhì)延伸至基底節(jié)、紅核、黑質(zhì)、腦干中的核區(qū)，可將大腦運(yùn)動皮質(zhì)的信號傳遞至腦干，調(diào)節(jié)全身的各種運(yùn)動［26］。皮質(zhì)延髓束的一些纖維束也終止于感覺核（延髓的薄束核、楔束核、孤束核和所有三叉神經(jīng)核）和顱運(yùn)動核，如延髓的疑核［27］。因此，皮質(zhì)延髓束是連接大腦皮質(zhì)和控制吞咽功能的核團(tuán)纖維束［28］。腦梗死可引起神經(jīng)元損傷，導(dǎo)致與缺血區(qū)相連區(qū)域的白質(zhì)纖維束中斷，進(jìn)而可能導(dǎo)致神經(jīng)功能喪失［29］。皮質(zhì)延髓束形態(tài)的檢測被認(rèn)為有助于預(yù)測卒中后吞咽困難患者的預(yù)后［30］。本研究通過測量皮質(zhì)延髓束走行所過各部位的FA值，發(fā)現(xiàn)內(nèi)囊膝部、半卵圓中心、胼胝體體部、胼胝體膝部、內(nèi)囊膝部均與WST 有相關(guān)性，可用來評估吞咽障礙等級。DTT 可直觀地觀察皮質(zhì)延髓束的缺損分級，臨床上觀察皮質(zhì)延髓束的缺損可用于評估腦卒中后吞咽障礙患者的預(yù)后。

本研究分析了相應(yīng)腦區(qū)FA 值與吞咽障礙等級的相關(guān)性，證實(shí)DTI 對腦卒中后吞咽障礙有診斷價值，可用于評估患者的預(yù)后。本研究也有局限性，用于評估吞咽功能的主觀指標(biāo)是WST 和SSA，可反映患者的飲水能力，但不能評估患者是否能夠吞咽食物，由于條件限制，未能使用熒光吞咽造影（video fluoroscopic swallowing study，VFSS）評估患者的吞咽情況。由于研究時間的限制，本研究納入的樣本量小，今后將開展大樣本、多中心研究。