曾繁勇 張志強(qiáng) 楊昉 胡建平 許強(qiáng) 盧光明

運(yùn)動障礙是急性缺血性卒中常見后遺癥，發(fā)病后肢體偏癱發(fā)生率高達(dá)60%～80%，是成人病殘的常見原因，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量［1]。因此，早期關(guān)注腦卒中患者運(yùn)動功能缺損程度對康復(fù)訓(xùn)練和評價(jià)運(yùn)動功能具有重要意義。fMRI可以顯示任務(wù)相關(guān)大腦運(yùn)動皮質(zhì)的激活狀況，用于腦卒中后患者運(yùn)動功能評價(jià)［2]。本研究觀察急性缺血性卒中患者運(yùn)動功能相關(guān)腦區(qū)激活狀況，采用動態(tài)因果模型（DCM）法，探討急性缺血性卒中患者大腦運(yùn)動皮質(zhì)激活程度和模式與神經(jīng)和運(yùn)動功能評分及神經(jīng)電生理學(xué)指標(biāo)之間的關(guān)系，以期為急性缺血性卒中后大腦運(yùn)動皮質(zhì)功能重組提供依據(jù)。

資料與方法

一、臨床資料

1.納入標(biāo)準(zhǔn) （1）經(jīng)臨床和影像學(xué)證實(shí)為首次發(fā)作的單側(cè)缺血性卒中。（2）依據(jù)《中國急性缺血性腦卒中診治指南2014》［3]對缺血性卒中急性期的定義（發(fā)病14 d內(nèi)），發(fā)病至入院時間＜14 d。（3）臨床主要表現(xiàn)為病灶對側(cè)上肢運(yùn)動障礙，發(fā)病前肢體運(yùn)動功能正常，無明顯感覺障礙。（4）腦血管相關(guān)檢查證實(shí)無狹窄以外的其他顱內(nèi)血管病變。（5）均為右利手（經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化測量）。（6）意識清楚且能夠配合檢查。（7）檢查過程中無明顯鏡像運(yùn)動和連帶運(yùn)動。（8）本研究經(jīng)南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院道德倫理委員會審核批準(zhǔn)，所有受試者或其家屬均知情同意并簽署知情同意書。

2.排除標(biāo)準(zhǔn) （1）既往有癥狀性缺血性卒中或短暫性腦缺血發(fā)作（TIA）病史。（2）存在其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病或精神疾病。（3）發(fā)病前從事音樂或鍵盤操作等專業(yè)職業(yè)。（4）體內(nèi)有金屬異物或金屬裝置而無法進(jìn)行MRI檢查。

3.一般資料 選擇2015年6月-2016年8月在南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬金陵醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院治療并經(jīng)臨床和影像學(xué)證實(shí)的單側(cè)缺血性卒中患者共22例，男性16例，女性6例；年齡36～68歲，平均（52.00±10.42）歲；發(fā)病至入院后首次行MRI檢查時間1～13 d，中位時間為3（2，7）d；左側(cè)肢體受累10例（45.45%），右側(cè)肢體受累12例（54.55%）；頭部MRI顯示病變位于左側(cè)大腦半球12例（54.55%）、右側(cè)大腦半球10例（45.45%），主要責(zé)任病灶位于基底節(jié)區(qū)（16例，72.73%）、放射冠（1例，4.55%）、腦葉皮質(zhì)（3例，13.64%）和半卵圓中心（2例，9.10%）。

二、研究方法

1.頭部MRI檢查 采用美國GE公司生產(chǎn)的Discovery 750 3.0T MRI掃描儀，標(biāo)準(zhǔn)32通道頭部線圈，梯度場強(qiáng)50 mT/m，掃描序列包括T1WI、T2WI、擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）、T2?FLAIR成像、三維磁化準(zhǔn)備快速梯度回波（3D?MPRAGE）解剖成像以及任務(wù)態(tài)fMRI（ts?fMRI）。（1）橫斷面 T1WI：重復(fù)時間（TR）1750 ms、回波時間（TE）23 ms，掃描視野（FOV）為24 cm×24 cm，矩陣256×256，激勵次數(shù)（NEX）1次，層厚5 mm、層間距1.50 mm，共掃描20層，掃描時間82 s，掃描范圍覆蓋顱底至顱頂全部腦組織。（2）橫斷面T2WI：重復(fù)時間5690 ms、回波時間為93.10 ms，掃描視野24 cm×24 cm，矩陣512×512，激勵次數(shù)1次，層厚5 mm、層間距1.50 mm，共掃描20層，掃描時間56 s，掃描范圍覆蓋顱底至顱頂全部腦組織。（3）橫斷面DWI序列：重復(fù)時間3400 ms、回波時間為65.40 ms，掃描視野24 cm×24 cm，矩陣192×192，激勵次數(shù)2次，層厚4 mm、層間距為零，共掃描30層，掃描時間54 s，范圍覆蓋顱底至顱頂全部腦組織。（4）橫斷面T2?FLAIR成像：重復(fù)時間9000 ms、回波時間94.40 ms、反轉(zhuǎn)時間（TI）2474 ms，掃描視野24 cm×24 cm，矩陣256×256，激勵次數(shù)為1次，層厚為5 mm、層間距為1.50 mm，共掃描20層，掃描時間為153 s，掃描范圍覆蓋顱底至顱頂全部腦組織。（5）3D?MPRAGE解剖成像：獲得全腦解剖容積掃描圖像，重復(fù)時間8.14 ms、回波時間3.17 ms、反轉(zhuǎn)時間450 ms，翻轉(zhuǎn)角（FA）12°，掃描視野24 cm×24 cm，矩陣為256×256，層厚1 mm、層間距為零，共掃描144層，掃描時間195 s，掃描范圍覆蓋顱底至顱頂全部腦組織。（6）ts?fMRI：采用單次激發(fā)平面回波成像（SE?EPI），掃描基線平行于胼胝體前后聯(lián)合連線，重復(fù)時間2000 ms，回波時間30 ms，翻轉(zhuǎn)角80°，掃描視野240 mm×240 mm，矩陣64×64，激勵次數(shù)1次，層厚3.20 mm、層間距3.20 mm，共掃描43層，掃描時間310 s，掃描范圍覆蓋顱底至顱頂全部腦組織。

2.運(yùn)動任務(wù) 運(yùn)動任務(wù)采用組塊（Block）設(shè)計(jì)，進(jìn)行拇指與食指簡單對指運(yùn)動，任務(wù)流程為健側(cè)手動?患側(cè)手動?靜息?患側(cè)手動?健側(cè)手動?靜息，每個組塊持續(xù)60 s，共5個組塊。掃描前10 s為校正靜息時間，掃描時患者仰臥位，軟海綿墊固定頭部，消毒棉球塞入耳中以降低噪聲，閉眼，平靜呼吸，掃描過程中肘部伸直，雙手平放于掃描臺上，配合操作者的指示進(jìn)行運(yùn)動?靜息交替運(yùn)動。任務(wù)態(tài)掃描過程中患側(cè)對指任務(wù)為被動運(yùn)動，由操作者輔助進(jìn)行，健側(cè)對指任務(wù)為主動運(yùn)動。主動運(yùn)動時患者集中精神于運(yùn)動的手指，盡量不進(jìn)行意向性思維，對指運(yùn)動頻率為1 Hz，對指運(yùn)動幅度及拇指和食指按壓力度盡量大，余部位保持放松狀態(tài)，靜止不動，包括手腕和肘部；被動運(yùn)動時由同一位操作者輔助患者進(jìn)行拇指和食指對指，大力按壓后分開，分開時手指伸平。觀察患者掃描過程中運(yùn)動任務(wù)完成情況以及是否發(fā)生鏡像運(yùn)動或連帶運(yùn)動。

3.神經(jīng)功能和運(yùn)動功能評價(jià) 由同一位神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師采用美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（NIHSS）評價(jià)神經(jīng)功能，F(xiàn)ugl?Meyer上肢評價(jià)量表（FMA?UE）評價(jià)上肢運(yùn)動功能。（1）NIHSS量表：包括意識狀態(tài)、視野、上下肢運(yùn)動、共濟(jì)失調(diào)、言語和感覺等項(xiàng)內(nèi)容，總評分42分，評分越高、神經(jīng)功能缺損越嚴(yán)重。（2）FMA?UE量表：包括33項(xiàng)條目，每項(xiàng)分為0～2分共3級，0分，不能完成；1分，部分完成；2分，全部完成，總評分66分，評分越高、上肢運(yùn)動功能越佳。

4.神經(jīng)電生理學(xué)監(jiān)測 由同一位神經(jīng)內(nèi)科專業(yè)技師采用丹麥Dantec公司生產(chǎn)的KEYPOINT肌電圖儀監(jiān)測并記錄雙側(cè)靜息運(yùn)動閾值（RMT）。刺激強(qiáng)度為1 Hz，共10個序列，每一序列120次脈沖、刺激時間120 s、間隔時間40 s。予運(yùn)動皮質(zhì)足夠強(qiáng)度刺激后，可以在其支配的肌肉上產(chǎn)生運(yùn)動誘發(fā)電位（MEP）。靜息運(yùn)動閾值指連續(xù)刺激過程中至少有50%的刺激誘發(fā)出波幅＞50 μV運(yùn)動誘發(fā)電位的最小刺激強(qiáng)度，是反映大腦皮質(zhì)興奮性的神經(jīng)電生理學(xué)指標(biāo)，靜息運(yùn)動閾值越高、大腦皮質(zhì)興奮性越低。

三、圖像處理與統(tǒng)計(jì)分析方法

1.fMRI圖像處理 采用基于美國MathWorks公司生產(chǎn)的MATLAB 7.8軟件平臺的DPARSF軟件（http://rfmri.org/DPARSF）和SPM8軟件（http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm）進(jìn)行fMRI數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。首先，將病灶位于右側(cè)大腦半球的患者（10例）進(jìn)行鏡面翻轉(zhuǎn)，統(tǒng)一將左側(cè)大腦半球定義為患側(cè)，右側(cè)大腦半球定義為健側(cè)。采用DPARSF軟件進(jìn)行fMRI原始數(shù)據(jù)預(yù)處理，剔除任務(wù)態(tài)掃描前5個時間點(diǎn)的圖像，進(jìn)行時間層校正和頭動校正（在x、y、z軸上平移＜2 mm，旋轉(zhuǎn)＜2°），并以3 mm×3 mm×3 mm大小體素將圖像重新采集至加拿大蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所（MNI）標(biāo)準(zhǔn)空間，再進(jìn)行4 mm×4 mm×4 mm半高全寬（FWHM）的高斯平滑處理。為防止病變可能導(dǎo)致腦體積變化而影響配準(zhǔn)后定位的準(zhǔn)確性，數(shù)據(jù)處理過程中采用美國南加州大學(xué)的MRIcron軟件（http://www.mccauslandcenter.sc.edu/crnl/tools）將病灶區(qū)域進(jìn)行蒙片處理，再應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)化配準(zhǔn)過程中。數(shù)據(jù)預(yù)處理過程中，剔除頭動過大和配準(zhǔn)不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，再依據(jù)組塊設(shè)計(jì)方案，采用SPM8軟件建立相應(yīng)函數(shù)模型以獲得每例患者腦區(qū)激活統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖，采用單樣本t檢驗(yàn)，設(shè)置閾值為P＜0.001［族錯誤率（FWE）校正]，有效激活體素默認(rèn)。群組分析采用單樣本t檢驗(yàn)，設(shè)置閾值為P＜0.01［錯誤發(fā)現(xiàn)率（FDR）校正]，有效激活體素默認(rèn)。

2.興趣區(qū)選擇與相關(guān)分析 選擇雙側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)（M1）、運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)（PMC）和輔助運(yùn)動區(qū)（SMA）等感覺運(yùn)動相關(guān)腦區(qū)作為興趣區(qū)（ROI），觀察患者大腦皮質(zhì)的激活情況。采用SPM8軟件定量計(jì)算相關(guān)激活腦區(qū)的激活強(qiáng)度與神經(jīng)功能和運(yùn)動功能及神經(jīng)電生理學(xué)的相關(guān)性，獲得相關(guān)系數(shù)圖；提取相關(guān)激活腦區(qū)的激活強(qiáng)度T值，采用Spearman秩相關(guān)分析探討其與神經(jīng)功能和運(yùn)動功能及神經(jīng)電生理學(xué)的相關(guān)性。

3.動態(tài)因果連接分析 采用動態(tài)因果模型［4]建模，以分析運(yùn)動皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)變化，選擇雙側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)、運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)和輔助運(yùn)動區(qū)作為興趣區(qū)，結(jié)合解剖學(xué)標(biāo)記點(diǎn)和明顯激活腦區(qū)，定位相應(yīng)最高激活統(tǒng)計(jì)T值點(diǎn)作為球心，球體半徑設(shè)置為6 mm。采用SPM8軟件中VOI分析工具提取興趣區(qū)內(nèi)體素的平均時間序列（即興趣區(qū)內(nèi)所有激活體素的平均信號），用于動態(tài)因果模型分析，外部輸入為對應(yīng)側(cè)別的對指運(yùn)動，將初級運(yùn)動皮質(zhì)作為設(shè)計(jì)模型的擾動區(qū)域，輸出為興趣區(qū)平均血氧水平依賴（BOLD）信號。選取每例患者雙側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)、運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)以及輔助運(yùn)動區(qū)，參照文獻(xiàn)［5?6]方法建立4個先驗(yàn)?zāi)Ｐ停▓D1）。采用SPM8軟件建立動態(tài)因果模型并進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，最終獲得最優(yōu)模型及其內(nèi)在連接參數(shù)。

4.統(tǒng)計(jì)分析方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。呈正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用兩獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)；呈非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)和四分位數(shù)間距［M（P25，P75）]表示。興趣區(qū)激活強(qiáng)度值、動態(tài)因果模型內(nèi)在連接參數(shù)與神經(jīng)功能和運(yùn)動功能及神經(jīng)電生理學(xué)的相關(guān)性采用Spearman秩相關(guān)分析。以P≤0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、雙側(cè)對指運(yùn)動時激活腦區(qū)

急性缺血性卒中患者患側(cè)對指運(yùn)動表現(xiàn)為雙側(cè)大腦半球不同程度激活，尤其是患側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)和運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)及雙側(cè)大腦半球輔助運(yùn)動區(qū)，同時伴健側(cè)大腦半球運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)和后頂葉皮質(zhì)（PPC）少量激活，雙側(cè)小腦半球也呈現(xiàn)不同程度激活；健側(cè)對指運(yùn)動主要表現(xiàn)為健側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)、運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)和輔助運(yùn)動區(qū)激活，同時伴患側(cè)大腦半球輔助運(yùn)動區(qū)、頂下小葉Brodmann分區(qū)40（BA40）區(qū)少量激活（圖2）。

二、興趣區(qū)激活強(qiáng)度值與神經(jīng)功能和運(yùn)動功能及神經(jīng)電生理學(xué)的相關(guān)性

本組患者NIHSS評分3～13分，中位評分為7（5，9）分；FMA?UE評分19～59分，平均（37.86±11.06）分；患側(cè)靜息運(yùn)動閾值 31～ 86 μV、平均（53.47±14.04）μV，健側(cè)靜息運(yùn)動閾值29～64 μV，平均（43.72±9.39）μV，雙側(cè)靜息運(yùn)動閾值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=6.630，P=0.001）。Spearman秩相關(guān)分析顯示，患側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)激活強(qiáng)度值［0.33（?0.13，0.64）]與神經(jīng)功能（NIHSS評分）呈負(fù)相關(guān)（rs=?0.452，P=0.035）、與上肢運(yùn)動功能（FMA?UE評分）呈正相關(guān)（rs=0.543，P=0.009），患側(cè)大腦半球感覺運(yùn)動皮質(zhì)（SMC）激活強(qiáng)度值［0.03（?0.14，0.19）]與患側(cè)靜息運(yùn)動閾值呈正相關(guān)（rs=0.718，P=0.001）。

三、動態(tài)因果模型有效連接及其與神經(jīng)功能和運(yùn)動功能及神經(jīng)電生理學(xué)的相關(guān)性

對本組患者患側(cè)對指運(yùn)動建立4個動態(tài)因果模型并進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，最終獲得優(yōu)勢模型及其內(nèi)在連接參數(shù)。在獲得的優(yōu)勢模型中，進(jìn)行患側(cè)對指運(yùn)動時，不僅存在雙側(cè)大腦半球內(nèi)感覺運(yùn)動皮質(zhì)的有效連接，還存在雙側(cè)大腦半球間感覺運(yùn)動皮質(zhì)的有效連接：雙側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)間存在雙向負(fù)性有效連接，健側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)對健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)存在負(fù)性有效連接、對患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)存在正性有效連接；患側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)對健側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)存在正性有效連接（圖3a）。提取每例患者各個有效連接的連接強(qiáng)度值，Spearman秩相關(guān)分析顯示，健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)對患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)的有效連接強(qiáng)度值與上肢運(yùn)動功能（FMA?UE評分）呈負(fù)相關(guān)（rs=?0.461，P=0.047）；健側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)對健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)的有效連接強(qiáng)度值與上肢運(yùn)動功能（FMA?UE評分）呈正相關(guān)（rs=0.533，P=0.041），健側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)對患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)的有效連接強(qiáng)度值與上肢運(yùn)動功能（FMA?UE評分）無相關(guān)性（rs=0.209，P=0.351）；患側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)對健側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)的有效連接強(qiáng)度值與上肢運(yùn)動功能（FMA?UE評分）無相關(guān)性（rs=0.168，P=0.455；圖3b）。

圖1 興趣區(qū)選擇和動態(tài)因果模型建模示意圖：選取雙側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)、運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)和輔助運(yùn)動區(qū)作為興趣區(qū)，分別建立4個不同的大腦半球間和大腦半球內(nèi)有效連接模型（箭頭所示為興趣區(qū)間有效連接方向） 1a 雙側(cè)大腦半球間和大腦半球內(nèi)的全連接模式 1b～1d 雙側(cè)大腦半球間和大腦半球內(nèi)可能存在的部分連接模式Figure 1 ROIs and dynamic connectivity model maps:bilateral M1,PMC and SMA areas were chosen as ROIs,then 4 different effective connectivity models of interhemisphere and intrahemisphere were settled and used for estimating interregional connectivity(arrows represented the direction of effective connectivity between ROIs).Full connectivity model of bilateral interheimispheres and intrahemispheres(Panel 1a).Incomplete connectivity models probably existed in bilateral interhemispheres and intrahemispheres(Panel 1b-1d).

討 論

康復(fù)治療可以使大部分腦卒中患者的偏癱癥狀得到不同程度改善。目前有文獻(xiàn)報(bào)道，腦卒中后運(yùn)動功能恢復(fù)與腦組織可塑性和神經(jīng)功能重組有關(guān)［7]?，F(xiàn)有研究顯示，血氧水平依賴性功能磁共振成像（BOLD?fMRI）可以直觀顯示腦卒中患者運(yùn)動功能障礙和康復(fù)治療后神經(jīng)功能重組［8?9]。

本研究結(jié)果顯示，急性缺血性卒中患者進(jìn)行患側(cè)對指運(yùn)動時，雙側(cè)大腦半球均可見激活，包括患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)、雙側(cè)運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)和輔助運(yùn)動區(qū)、健側(cè)后頂葉皮質(zhì)，與既往研究一致［10?12]，Marshall等［10]對8例首次發(fā)作的腦卒中患者進(jìn)行患側(cè)對指運(yùn)動任務(wù)研究，結(jié)果顯示，與正常對照者相比，腦卒中患者除患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)激活外，健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)、后頂葉皮質(zhì)和雙側(cè)前額葉皮質(zhì)（PFC）均激活改變。腦卒中急性期患者進(jìn)行患側(cè)對指運(yùn)動時出現(xiàn)雙側(cè)運(yùn)動皮質(zhì)廣泛激活，提示健側(cè)運(yùn)動皮質(zhì)的激活可能發(fā)揮效用，對運(yùn)動功能有一定代償作用［11]。本研究結(jié)果還顯示，急性缺血性卒中患者進(jìn)行健側(cè)對指運(yùn)動時，健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)、運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)和輔助運(yùn)動區(qū)及患側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)和頂下小葉激活，亦與既往研究一致［13?15]，Luft等［13]采用 fMRI觀察皮質(zhì)和皮質(zhì)下梗死患者進(jìn)行雙手運(yùn)動任務(wù)的激活腦區(qū)，結(jié)果顯示，無論是健側(cè)還是患側(cè)手運(yùn)動，雙側(cè)運(yùn)動皮質(zhì)均存在過度激活，推測其作用機(jī)制可能為：（1）患側(cè)運(yùn)動皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)連接受損導(dǎo)致廣泛神經(jīng)功能重組，健側(cè)大腦半球運(yùn)動皮質(zhì)激活是對此形成的暫時反應(yīng)。（2）健側(cè)對指運(yùn)動為主動運(yùn)動，任務(wù)準(zhǔn)備和執(zhí)行等想象認(rèn)知過程可能對結(jié)果產(chǎn)生影響，導(dǎo)致感覺運(yùn)動皮質(zhì)激活區(qū)擴(kuò)大。目前，多數(shù)研究因任務(wù)設(shè)計(jì)不同而未明確提及健側(cè)大腦半球激活對運(yùn)動功能的改善作用，因此，各項(xiàng)研究結(jié)果無統(tǒng)一性，尚待更進(jìn)一步研究證實(shí)并探討其作用機(jī)制。

圖2 急性缺血性卒中患者雙側(cè)對指運(yùn)動相關(guān)腦區(qū)激活圖（FDR校正P＜0.01） 2a 患側(cè)對指運(yùn)動時激活腦區(qū)為患側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)和運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)及雙側(cè)大腦半球輔助運(yùn)動區(qū)，同時伴健側(cè)大腦半球運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)、后頂葉皮質(zhì)和雙側(cè)小腦半球少量激活（紅色區(qū)域所示） 2b 健側(cè)對指運(yùn)動時激活腦區(qū)為健側(cè)大腦半球初級運(yùn)動皮質(zhì)、運(yùn)動前區(qū)皮質(zhì)和輔助運(yùn)動區(qū)，同時伴患側(cè)大腦半球輔助運(yùn)動區(qū)和頂下小葉少量激活（紅色區(qū)域所示）Figure 2 Brain activation map of the affected and unaffected hand movements in acute ischemic stroke patients(P＜0.01,FDR corrected) Brain regions for task?based activity of the affected hand were ipsilesional M1,PMC and bilateral SMA,while slight activation of contralesional PMC,posterior parietal cortex and bilateral cerebellar hemispheres was also found(red areas indicate,Panel 2a).Brain regions for task?based activity of the unaffected hand were contralesional M1,PMC and SMA,while slight activation of ipsilesional SMA and inferior parietal lobule was also found(red areas indicate,Panel 2b).

圖3 急性缺血性卒中患者患側(cè)對指運(yùn)動動態(tài)因果模型優(yōu)勢模型及其內(nèi)在連接參數(shù)示意圖 3a 動態(tài)因果模型優(yōu)勢模型顯示，雙側(cè)大腦半球間和大腦半球內(nèi)運(yùn)動皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)連接改變，特別是健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)對患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)的負(fù)性抑制作用增強(qiáng)（箭頭所示為興趣區(qū)間有效連接方向，數(shù)值為有效連接強(qiáng)度；綠色箭頭所示為正性作用，紅色箭頭所示為負(fù)性作用） 3b 健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)對患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)的有效連接強(qiáng)度值與上肢運(yùn)動功能呈負(fù)相關(guān)（rs=?0.461，P=0.047），健側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)對健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)的有效連接強(qiáng)度值與上肢運(yùn)動功能呈正相關(guān)（rs=0.533，P=0.041）Figure 3 Task?dependent modulations of connectivity of DCM advantage model during the affected hand movements DCM showed the advantage model,modulation of interhemispheric and intrahemispheric motor network during movements of the affected hand,especially the inhibitory influence of connectivity from contralesional to ipsilesional M1 increased(arrows represented the effective connectivity between brain regions;coupling parameters indicated connectivity strength,which was coded in color.Green referred to promotion of neural activity,and red indicated inhibition of neural activity;Panel 3a).The interhemispheric connectivity from contralesional to ipsilesional M1 was negatively correlated to upper motor function(rs=?0.461,P=0.047),while intrahemispheric connectivity from contralesional SMA to M1 were positively correlated to upper motor function(rs=0.533,P=0.041;Panel 3b).

腦卒中急性期運(yùn)動功能普遍降低，可以采用NIHSS和FMA?UE評分評價(jià)神經(jīng)功能和上肢運(yùn)動功能［16?17]。本研究結(jié)果顯示，急性缺血性卒中患者患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)激活強(qiáng)度與NIHSS評分呈負(fù)相關(guān)、與FMA?UE評分呈正相關(guān)，表明患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)激活水平越高、運(yùn)動皮質(zhì)受損程度越輕、運(yùn)動功能越佳，提示患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)激活強(qiáng)度升高在整個康復(fù)過程中有積極意義，可以作為反映腦卒中急性期運(yùn)動功能恢復(fù)的有效指標(biāo)和監(jiān)測指標(biāo)［18?20]。本研究結(jié)果還顯示，患側(cè)感覺運(yùn)動皮質(zhì)激活強(qiáng)度與患側(cè)靜息運(yùn)動閾值呈正相關(guān)，認(rèn)為在靜息狀態(tài)下患側(cè)大腦皮質(zhì)興奮性越低，進(jìn)行被動運(yùn)動時患側(cè)感覺運(yùn)動皮質(zhì)功能募集程度越高，推測可能是由于腦卒中后神經(jīng)功能重組，被動運(yùn)動在患側(cè)大腦皮質(zhì)興奮性降低的情況下提高感覺運(yùn)動皮質(zhì)神經(jīng)元興奮性，從側(cè)面提示早期進(jìn)行患側(cè)手強(qiáng)制性康復(fù)訓(xùn)練可能有利于患側(cè)運(yùn)動皮質(zhì)功能募集［21?22]。但是由于本研究樣本量較小、靜息運(yùn)動閾值個體差異較大，尚待進(jìn)一步研究證實(shí)。

動態(tài)因果模型是fMRI中為了解腦區(qū)功能整合因果關(guān)系而進(jìn)行效應(yīng)連通性分析的方法，可以在先驗(yàn)?zāi)Ｐ椭蝎@得彼此激活腦區(qū)間有效連接強(qiáng)度［23]。本研究結(jié)果顯示，進(jìn)行患側(cè)對指運(yùn)動時，雙側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)間存在雙向負(fù)性連接，且以健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)對患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)的連接強(qiáng)度值更高，即抑制作用更顯著。Schulz等［24]研究腦卒中急性期患者縱向動態(tài)因果模型，結(jié)果顯示，雙側(cè)大腦半球間抑制性連接失衡，但于康復(fù)期逐漸恢復(fù)正常。本研究結(jié)果與上述研究和大腦半球間抑制理論一致，認(rèn)為在正常情況下，雙側(cè)大腦半球間處于某種相互抑制的平衡狀態(tài)，而腦卒中早期患側(cè)運(yùn)動皮質(zhì)受損，對健側(cè)大腦半球的抑制作用減弱，使健側(cè)大腦半球興奮性增強(qiáng)，增強(qiáng)對患側(cè)大腦半球的抑制作用。同時，本研究結(jié)果還顯示，患側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)對健側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)存在正性功能連接，健側(cè)輔助運(yùn)動區(qū)對健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)存在負(fù)性功能連接，已知輔助運(yùn)動區(qū)在運(yùn)動準(zhǔn)備和執(zhí)行過程中發(fā)揮重要作用，提示這種大腦半球間效應(yīng)連接對雙側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)間的抑制性失衡起代償作用；Spearman秩相關(guān)分析顯示，健側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)對患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)的有效連接強(qiáng)度值與上肢運(yùn)動功能呈負(fù)相關(guān)，提示可以用于運(yùn)動功能康復(fù)的評價(jià)。

既往研究主要集中于腦卒中恢復(fù)期和慢性期患者，急性期橫斷面研究缺少對激活腦區(qū)間有效連接的研究［25?26]。本研究共納入22例急性缺血性卒中患者，進(jìn)一步探討腦卒中急性期運(yùn)動皮質(zhì)激活和神經(jīng)功能重組情況。但本研究仍存在不足之處：（1）數(shù)據(jù)采集時患側(cè)對指運(yùn)動為被動任務(wù)，健側(cè)對指運(yùn)動為主動任務(wù)，可能對結(jié)果造成影響，但也有學(xué)者認(rèn)為，主動任務(wù)與被動任務(wù)對感覺運(yùn)動皮質(zhì)的激活程度大致相同，無明顯差異［27?28]。（2）未設(shè)立正常對照者作為對照組，無法比較腦卒中患者與正常對照者大腦皮質(zhì)激活程度的差異。（3）是腦卒中急性期的橫斷面研究，無法探討隨著時間延長，運(yùn)動皮質(zhì)激活模式改變和神經(jīng)功能重組改變情況。

綜上所述，本研究采用對指運(yùn)動任務(wù)fMRI和動態(tài)因果模型評價(jià)急性缺血性卒中患者大腦皮質(zhì)激活情況和運(yùn)功皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)連接改變情況，患側(cè)初級運(yùn)動皮質(zhì)激活程度與神經(jīng)功能呈負(fù)相關(guān)、與運(yùn)動功能呈正相關(guān)，提示可以作為腦卒中急性期運(yùn)動功能的有效評價(jià)指標(biāo)，對評價(jià)運(yùn)動功能康復(fù)和康復(fù)治療效果有一定指導(dǎo)意義。

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