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(yùn)動(dòng)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(yīng)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(yùn)動(dòng)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(jiǎn)式Fugl-Meyer評(píng)定和金子翼上肢功能評(píng)定進(jìn)行評(píng)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(duì)病灶側(cè)FA與上肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分進(jìn)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)?；紓?cè)FA與Fugl-Meyer評(píng)分正相關(guān)(r=0.570, P<0.05)，與金子翼上肢功能評(píng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)功能

作者單位：1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京康復(fù)醫(yī)院，a.康復(fù)診療中心；b.放射科，北京市100144。作者簡(jiǎn)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(fù)。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(fù)。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(yùn)動(dòng)功能關(guān)系的彌散張量成像研究[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)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(yùn)動(dòng)障礙是腦卒中后最常見的功能障礙，對(duì)活動(dòng)能力和健康水平產(chǎn)生重要影響[1]。評(píng)估患者運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的潛力對(duì)于制定康復(fù)治療計(jì)劃的類型、持續(xù)時(shí)間和目標(biāo)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(yù)測(cè)功能恢復(fù)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(yùn)動(dòng)預(yù)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(shí)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(duì)上肢功能恢復(fù)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(biāo)準(zhǔn)：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(rèn)知障礙；⑤無MRI檢查禁忌癥。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①生命體征不平穩(wěn)或者并發(fā)重要臟器衰竭；②四肢運(yùn)動(dòng)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(fù)，包括運(yùn)動(dòng)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(gè)體化康復(fù)治療方案，包括關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練、肌力訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、日常生活活動(dòng)能力訓(xùn)練、手功能訓(xùn)練、步行訓(xùn)練等。入院后2周，所有患者接受DTI檢查和上肢功能評(píng)估。

1.2.1上肢功能評(píng)估

采用簡(jiǎn)式Fugl-Meyer評(píng)定(simple Fugl-Meyer Assessment, FMA)上肢部分和金子翼上肢功能評(píng)價(jià)。FMA上肢部分總分66分，主要內(nèi)容包括屈肌聯(lián)帶運(yùn)動(dòng)、伸肌聯(lián)帶運(yùn)動(dòng)、部分分離運(yùn)動(dòng)、分離運(yùn)動(dòng)、腕手的運(yùn)動(dòng)以及協(xié)調(diào)性。金子翼上肢功能評(píng)價(jià)共有10項(xiàng)操作動(dòng)作，對(duì)患者完成動(dòng)作的時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，計(jì)算得分，金子翼上肢功能評(píng)價(jià)對(duì)手的運(yùn)動(dòng)速度、靈巧性和敏捷性比較敏感，對(duì)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(guó)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(gè)。

采用GE工作站FUNCTOOL軟件對(duì)DTI數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)稱軸，結(jié)合手動(dòng)調(diào)節(jié)，確定對(duì)側(cè)對(duì)稱部位相應(yīng)面積區(qū)域。測(cè)量各區(qū)域FA值，每個(gè)區(qū)域測(cè)3次，取平均值。

FA是水分子各向異性成份占整個(gè)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(dǎo)功能越強(qiáng)[4-5]。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理?；颊呓?cè)與患側(cè)FA比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)；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(píng)分(47.28±9.27)分，與患側(cè)FA正相關(guān)(r=0.570, P=0.01)?；颊呓鹱右砩现δ茉u(píng)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(jí)形式，可以定量評(píng)價(jià)腦白質(zhì)的各向異性，主要用于腦部尤其對(duì)白質(zhì)束的觀察、追蹤，腦發(fā)育和腦認(rèn)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(jì)劃和術(shù)后評(píng)估。腦卒中后時(shí)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(luò)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(shì)[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(yuǎn)端肌肉的自主運(yùn)動(dòng)有關(guān)，尤其是手的精細(xì)動(dòng)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(dǎo)功能受損。趙津京等對(duì)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(duì)應(yīng)的健患側(cè)FA差值與第1階段(4周)康復(fù)治療前后FMA量表評(píng)分差值變化呈線性負(fù)相關(guān)，認(rèn)為DTI和FMA早期應(yīng)用于腦梗死偏癱患者預(yù)后評(píng)估有一定價(jià)值[10]。

腦梗死按影像學(xué)特點(diǎn)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(duì)照區(qū)低[12]。劉樹學(xué)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(duì)側(cè)比較，均有顯著性差異[13]。本組患者如按影像學(xué)特點(diǎn)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(dǎo)致運(yùn)動(dòng)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(duì)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(píng)分較差的上肢運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)[15]。一項(xiàng)關(guān)于卒中1年后病灶位置對(duì)手功能預(yù)測(cè)價(jià)值的研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)囊區(qū)損傷患者，手分離運(yùn)動(dòng)恢復(fù)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(yùn)動(dòng)預(yù)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(yùn)動(dòng)功能試驗(yàn)評(píng)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(píng)分正相關(guān)[19]。Groisser等以大腦中動(dòng)脈區(qū)梗死患者為研究對(duì)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(yùn)動(dòng)功能最強(qiáng)的預(yù)測(cè)指標(biāo)[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(yùn)動(dòng)功能更差[21]。

DTI可以動(dòng)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(duì)發(fā)病早期(4周內(nèi))FA與上肢運(yùn)動(dòng)功能的關(guān)系做了初步研究，樣本量較小，缺乏動(dòng)態(tài)觀察。今后可通過擴(kuò)大樣本量、追蹤觀察等方法，觀察皮質(zhì)脊髓束在運(yùn)動(dòng)恢復(fù)過程中的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)是否發(fā)生Wallerian變性以及錐體外系的影響進(jìn)行進(jìn)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(hào)]R743.3

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1006-9771(2016)01-0103-03

DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2016.01.023