孟江濤，楊思宇，孫蕾，雷瑞寧，趙曉霞

我國腦血管疾病負擔日趨嚴重，2020 年中國卒中患病率為2.6%，較2019 年卒中患病率增長0.6%，遠高于全球卒中患病率估計值（2019 年為1.2%），并且每10 萬人中就有343 人死亡，逐漸成為第一大死亡原因［1］，且發(fā)病年齡日益年輕化，神經(jīng)功能缺損也越來越引起人們的重視，而肢體功能障礙是其最常見的后遺癥［2］。

運動功能的恢復(fù)通常發(fā)生在腦梗死后3 個月內(nèi)，且上肢恢復(fù)較下肢相對受限。有研究表明上肢運動功能恢復(fù)可能不限于腦梗死后的前3～6 個月，這一關(guān)鍵的恢復(fù)時間窗可被延長至腦梗死后18 個月［3］。精準預(yù)測腦梗死患者預(yù)后，有效時間窗內(nèi)進行康復(fù)治療恢復(fù)患肢功能尤為重要，目前對于神經(jīng)功能缺損及康復(fù)評估仍然是不全面的，缺乏特異性手段［4］，故探索影像學及神經(jīng)電生理工具用于運動功能預(yù)后的評估有一定臨床價值。

皮質(zhì)脊髓束（CST）是運動傳導的主要通路，其纖維的完整性會影響運動結(jié)局，沃勒變性是卒中后CST受損的表現(xiàn)，包括軸突和髓鞘的順行性病變。發(fā)病早期主要表現(xiàn)為遠端軸突腫脹、破裂、塌陷和髓鞘松弛，隨后可見髓鞘腫脹、增厚、彎曲和分解［5］。CST 的沃勒變性和功能障礙密切相關(guān)，在卒中后早期常規(guī)的影像學方法并不會顯示這種細微的表現(xiàn)，而磁共振彌散張量成像（DTI）及經(jīng)顱磁刺激運動誘發(fā)電位（TMS-MEP）是早期檢測卒中后CST 沃勒變性的敏感工具，發(fā)覺腦梗死后神經(jīng)及組織更為細微的變化，得到客觀反映運動神經(jīng)通路損傷的評估指標。

本文文獻檢索策略：系統(tǒng)檢索中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺、PubMed、Web of Science 等數(shù)據(jù)庫，檢索策略采用主題詞與自由詞相結(jié)合的方式。中文檢索詞包括：腦梗死、腦卒中、彌散張量成像、經(jīng)顱磁刺激、運動誘發(fā)電位、運動功能、預(yù)后等檢索詞及其組合。英文檢索詞包括：cerebral infarction，stroke，diffusion tensor imaging，transcranial magnetic stimulation，motor evoked potentials，motor function，prognosis 等檢索詞及其組合。納入標準：符合DTI、經(jīng)顱磁刺激（TMS）在腦梗死預(yù)后評估中的臨床及綜述文獻。排除標準：非全文文獻、重復(fù)發(fā)表文獻。

1 DTI 概述

1.1 DTI 基本原理和方法 DTI 是在彌散加權(quán)成像（DWI）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是一種新型的核磁成像及后處理技術(shù)，能夠無創(chuàng)檢測白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)的醫(yī)學成像工具。DWI 與DTI 的成像均是基于水分子在不同結(jié)構(gòu)的擴散方向及速度差異。從三維角度立體、直觀地顯示活體腦白質(zhì)纖維束的走行變化，從而實現(xiàn)對人的神經(jīng)纖維精細成像。DTI 顯示了傳統(tǒng)核磁不能反映的白質(zhì)內(nèi)纖維束細微結(jié)構(gòu)早期受損情況，以及缺血區(qū)纖維受損狀態(tài)、白質(zhì)纖維束因損傷而導致的推壓、移位和破壞［6-7］。通過DTI 對白質(zhì)纖維束的追蹤觀察，不僅可以揭示神經(jīng)組織的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，也增加了白質(zhì)纖維束相關(guān)的顱內(nèi)病變的診斷潛力。

1.2 常用參數(shù)及意義 將獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機處理后轉(zhuǎn)換成以下參數(shù)成像：包括各向異性分數(shù)（FA）、相對各向異性（RA）、平均彌散系數(shù)（ADC）、容積比（VR）。

FA、ADC 是常用的DTI 標量。通過測量DTI 標量，可以從定量角度評估缺血性腦梗死患者不同階段白質(zhì)纖維束的微結(jié)構(gòu)變化，實現(xiàn)白質(zhì)纖維束損傷對于運動功能變化的轉(zhuǎn)化，從而達到反映不同程度運動功能缺損遠期預(yù)后的結(jié)果。

FA 值代表組織各項異性的特征，反映神經(jīng)髓鞘的完整性、致密性和平行性，其值降低表明細胞完整性受損和不可逆轉(zhuǎn)的細胞損傷［8］，其變化在梗死核心和缺血區(qū)域之間是不同的，取決于缺血的嚴重程度和發(fā)病時間［9］。

ADC 的變化與腦梗死的時間有關(guān)，在腦梗死的超急性期、急性期ADC 值降低，而在亞急性期開始回升，隨后出現(xiàn)假正常化現(xiàn)象，在慢性期逐漸升高，最后超過參考范圍［10］。這種數(shù)值變化是由于在腦梗死早期出現(xiàn)細胞毒性水腫，水分子在細胞間的自由運動受限，造成ADC 值降低；隨后出現(xiàn)血管源性腦水腫，水分子的自由擴散空間增加，ADC 值增大甚至超出參考范圍［11］，因此結(jié)合ADC 的數(shù)值變化，可以進一步明確不同時間段腦梗死患者白質(zhì)纖維束缺血壞死的程度。

1.3 DTI 在腦梗死后偏癱肢體中的應(yīng)用 針對缺血性卒中患者，白質(zhì)纖維束DTI 參數(shù)的早期測量已經(jīng)證實可以獨立預(yù)測患者的功能預(yù)后，并且是在評估卒中后恢復(fù)的研究中的附加指標［12］。一項對腦梗死后12 h 的CST 行DTI 評估的研究表明，CST 的完整性與腦梗死90 d 后的運動功能密切相關(guān)，并且在結(jié)果預(yù)測中優(yōu)于梗死體積和臨床評分［13］。一項對比腦梗死后24～72 h 和3 個月后癥狀缺損嚴重程度的研究發(fā)現(xiàn)，隨時間的延長半球白質(zhì)的完整性顯著下降，而遠端白質(zhì)纖維束較少缺失的患者運動功能恢復(fù)更好［14］。也有研究證實腦梗死后患側(cè)與健側(cè)CST 測定的rFA 值（患側(cè)FA 值與健側(cè)FA 值之比）對于評估腦梗死后3 個月的上肢功能恢復(fù)情況有重要指導意義［15］。此外，F(xiàn)A 值還與預(yù)后不良獨立相關(guān)［16］。

利用DTI 還可以評價腦梗死組織區(qū)域和鄰近區(qū)域微結(jié)構(gòu)損傷的變異性程度，有效辨別梗死核心區(qū)域和缺血半暗帶，為急性腦梗死患者溶栓治療提供新的依據(jù)［17］。此外，從腦梗死急性期、亞急性期過渡到慢性期的過程中，不同階段測定的ADC 值還可以反應(yīng)患者病程所處階段，在明確不同時間段腦梗死患者白質(zhì)纖維束缺血壞死程度的同時，還可以指導功能結(jié)局的演變［18］。通常在慢性期越高的ADC 值，則代表病變區(qū)域已經(jīng)逐漸發(fā)生完全液化壞死，此時恢復(fù)也更為困難［19］。

目前DTI 主要用于腦部病變的研究，可以清晰顯示除白質(zhì)纖維束外，還可以評估腦發(fā)育水平和腦認知功能，揭示腦部疾病的病理變化，指導腦腫瘤術(shù)前計劃的制訂，評估手術(shù)效果及患者預(yù)后等。此外，DTI 還可以進行外周神經(jīng)成像、脊髓成像、椎間盤成像、子宮成像、雙腎成像等，有一定的診斷價值。

2 TMS 概述

2.1 TMS 基本原理 TMS 是一種無創(chuàng)、無痛的神經(jīng)電生理學檢查，基于法拉第電磁感應(yīng)原理，脈沖磁場信號通過頭皮和顱骨無衰減地施加到大腦皮質(zhì)，然后在作用區(qū)域的組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流刺激該區(qū)域的神經(jīng)元興奮，產(chǎn)生相應(yīng)的神經(jīng)電生理活動［20］。

2.2 常用參數(shù)及意義 運動誘發(fā)電位（MEP）振幅和潛伏期、中樞運動傳導時間（CMCT）等神經(jīng)生理學指標是TMS 常用指標，其有助于深入了解卒中后皮質(zhì)脊髓興奮性狀態(tài)［21］。TMS-MEP 就是通過在大腦皮質(zhì)運動細胞、脊髓神經(jīng)根及周圍神經(jīng)給予TMS，在其支配的相應(yīng)肌肉上記錄產(chǎn)生的動作電位，從而反映中樞運動傳導通路的功能［22］。MEP 幅度提供了從運動皮質(zhì)至目標肌肉的多突觸神經(jīng)通路興奮性變化的度量［23］。MEP 潛伏期是指從開始給予人體肌肉適宜的刺激到出現(xiàn)運動反應(yīng)時所需要的時間，包括皮質(zhì)興奮、CST 傳導，脊髓前角興奮及脊髓前角傳導所需要的時間，MEP潛伏期延長，說明錐體束存在損傷。CMCT 是指TMS 作用于大腦運動皮質(zhì)區(qū)域產(chǎn)生的誘發(fā)電位延遲CST 到達脊髓神經(jīng)根所需要的時間［24］。CMCT 延長表明CST 的傳導減慢，提示CST 的損傷，如軸突受損或脫髓鞘改變。

2.3 TMS 在腦梗死后偏癱肢體中的應(yīng)用 TMS 能夠定量表示CST 在刺激過程中的興奮性，通過評估運動誘發(fā)電位確定CST 神經(jīng)生理學的完整性［25］。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦或脊髓損傷病變中，MEP 的表現(xiàn)是由脊髓破壞的程度決定的，白質(zhì)纖維脫髓鞘改變越重，前角運動細胞受損數(shù)目越多，則MEP 的潛伏期和波幅越容易受影響［26-27］。此外卒中后早期TMS-MEP 的存在與否，可以為皮質(zhì)運動傳導系統(tǒng)功能的完整性提供有效的信息［28］。就嚴重受損的腦梗死患者功能預(yù)后而言，MEP狀態(tài)對于區(qū)分運動恢復(fù)良好和運動恢復(fù)不良的患者有重要意義。一項以大腦中動脈供血區(qū)梗死引起的運動功能障礙為主的研究中發(fā)現(xiàn)，上肢較下肢運動缺損更為嚴重，恢復(fù)更為困難，然而對于上肢存在TMS 運動誘發(fā)反應(yīng)的患者，通過早期識別，并且經(jīng)過3 年強化康復(fù)計劃，仍然可以為腦梗死后患者帶來有意義的收益［29］。下肢亦是如此，通過早期行TMS，確定CST 的保存情況有助于預(yù)測受影響下肢的最終運動恢復(fù)和步態(tài)功能［30］。通過動作電位高低長短異常，評估中樞運動傳導通路受損程度，可以反映患者運動功能預(yù)后恢復(fù)。

CST 構(gòu)成了主要的運動輸出通路，其完整性與運動功能狀態(tài)相關(guān)，其受損的程度會制約運動表現(xiàn)和恢復(fù)，TMS 通過檢測神經(jīng)通路的完整性，進而預(yù)測患者預(yù)后，因此其完整性是卒中患者運動功能潛能的預(yù)測因子［31］。同樣地，通過檢測CST 結(jié)構(gòu)的完整性，判斷腦梗死后因運動功能長期缺失導致患者恢復(fù)期出現(xiàn)功能的失用現(xiàn)象，其診斷也變得相對簡單，CST 是人腦中與運動功能聯(lián)系最為密切相關(guān)的神經(jīng)纖維束，腦梗死后失用的患者仍保留CST，可通過TMS 刺激神經(jīng)元，測量MEP 幅度來估計CST 纖維的數(shù)量，從而判斷是否存在運動功能缺損［32］。精準地判定患者運動功能狀態(tài)有助于康復(fù)計劃的個體化，有助于識別具有顯著康復(fù)潛力的腦梗死患者，使這些患者從強化康復(fù)中獲益。

3 DTI 及TMS 聯(lián)合在腦梗死偏癱肢體中的應(yīng)用

DTI 可以識別白質(zhì)纖維束的區(qū)域，實現(xiàn)解剖學的映射，通過精準地跟蹤、觀察白質(zhì)纖維束的完整性而進行神經(jīng)組織病變相關(guān)的腦功能疾病研究［33］。在腦梗死患者中進行白質(zhì)彌散張量成像參數(shù)的早期測量，觀察患者FA 值、ADC 值在腦梗死后不同階段的演變規(guī)律，建立和患者運動功能缺損恢復(fù)的聯(lián)系性，可以起到獨立預(yù)測患側(cè)功能預(yù)后的作用。DTI 反映白質(zhì)纖維束牽拉、移位、缺損程度，對于內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)細微病變的評估較為局限，而TMS可以從電生理學角度評估其通路的完整性，精準地反映運動傳導通路功能，做到從微觀結(jié)構(gòu)上反映CST 內(nèi)部的病理生理改變。目前TMS 多被用來研究皮質(zhì)下腦梗死后運動康復(fù)相關(guān)的腦解剖結(jié)構(gòu)與電生理功能之間的相關(guān)性，相對于臨床功能指標，其是一種能更客觀、全面反映神經(jīng)纖維的受損程度，更準確評估運動功能的半球支配情況的技術(shù)［34］。通過對皮質(zhì)刺激下MEP波的波幅、潛伏期及CMCT 的研究，能反映白質(zhì)纖維束內(nèi)部的通路功能，探索腦梗死后與患者運動功能恢復(fù)相關(guān)的電信號傳導的興奮性及神經(jīng)的可塑性。

KUMAR 等［35］通過對腦梗死后7 d 內(nèi)有明顯的上肢運動缺陷的患者進行TMS 運動誘發(fā)電位和DTI 檢查，評估CST 的完整性預(yù)測上肢運動功能恢復(fù)的準確性，研究認為DTI 參數(shù)的FA 值可以提示CST 的完整性，F(xiàn)A 值降低表示神經(jīng)束完整性中斷，并與運動缺陷相關(guān)；TMS 中顯示MEP 反應(yīng)且CST 完整性保留較好的患者，比沒有這些特征的患者有更好的上肢運動恢復(fù)機會，證實了這兩種檢測方法在預(yù)后評估中的重要性。OKAMOTO 等［36］研究也探討了DTI 及TMS 的神經(jīng)電生理學參數(shù)在卒中患者康復(fù)中的重要性。此外，MEP 應(yīng)答反應(yīng)差的患者，其神經(jīng)功能預(yù)后結(jié)局演變結(jié)果并不一定就無法逆轉(zhuǎn)，有研究發(fā)現(xiàn)重度-中度腦梗死運動障礙且TMS 無MEP 應(yīng)答的個體，通過神經(jīng)調(diào)節(jié)及運動康復(fù)訓練的相結(jié)合，部分患者仍然可以實現(xiàn)具有臨床意義的改善，盡管MEP 應(yīng)答組比無應(yīng)答組有更好的康復(fù)效果［37］。這種原因可能是由于CST 損傷，皮質(zhì)脊髓之間突觸活動的興奮性下降，TMS 脈沖激活皮質(zhì)脊髓投射的部分纖維，在脊髓運動神經(jīng)元中產(chǎn)生的興奮性突觸后電位遠離它們的閾值，將不產(chǎn)生電位活動，因此將不記錄MEP。因此對于這類的TMS 結(jié)果，預(yù)后判斷的特異度就需要其他手段來提高，而DTI 剛好可以滿足這種需要。國內(nèi)有較少研究也與上述結(jié)果相似，楊雅馨等［38］采用DTI 及TMS 兩種手段，對腦梗死后肢體功能障礙客觀指標的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，MEP 波形缺失及DTI 標量可以用于重度肢體功能障礙的評估指標，但由于早期CST通路的中斷，會限制MEP 喚起，導致MEP 波形缺失作為重度功能障礙指標的靈敏度高，而特異度較低，但聯(lián)合DTI 標量協(xié)同檢測后，其檢驗效能明顯提高。但是，盡管CST 完整性保留，患者也可以存在肢體功能障礙的可能，一個有意思的發(fā)現(xiàn)是，TANG 等［39］發(fā)現(xiàn)在肢體輕癱的中央前回梗死性病變未累及CST 通路的原始區(qū)域時，雖然CST 保留完好，但TMS 卻表現(xiàn)出神經(jīng)電生理學指標的變化。LI 等［40］研究也表現(xiàn)類似的結(jié)果，經(jīng)治療后病灶側(cè)DTI 測定較前未見明顯改善，但MEP振幅、潛伏期明顯改善。這可能是因為CST 結(jié)構(gòu)的完整性并不等同于CST 傳導功能的完整性，因此盡管CST的完整性是良好運動恢復(fù)的必要前提，但是也不能忽略神經(jīng)電生理改變在皮質(zhì)病變患者中的重要性。

4 小結(jié)與展望

腦梗死患者白質(zhì)纖維束損傷是患者神經(jīng)功能受累的關(guān)鍵因素，也是影響患者功能恢復(fù)的主要原因，DTI 及TMS-MEP 可以發(fā)現(xiàn)更為細微的神經(jīng)及組織變化，是無創(chuàng)探索復(fù)雜腦組織結(jié)構(gòu)的有力工具，通過DTI 和TMS的聯(lián)合，利用不同的分析方法有效探索白質(zhì)纖維束的損傷模式，將有助于為患者制訂相應(yīng)的神經(jīng)功能康復(fù)方案，最大限度地改善遠期預(yù)后。此外，DTI 及TMS 當前研究的主要熱點依舊是探查中樞神經(jīng)系統(tǒng)的纖維通路，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的定量分析，使得可視化的腦損傷以及與臨床治療相關(guān)的各種神經(jīng)束潛藏病變成為可能。

作者貢獻：孟江濤負責文獻資料的收集、整理、文章整體構(gòu)思、論文撰寫；楊思宇、孫蕾、雷瑞寧負責文獻資料整理；趙曉霞提出研究思路、負責論文修訂、文章質(zhì)量控制，對文章負責。

本文無利益沖突。