腦卒中后皮質脊髓束與上肢運動功能關系的彌散張量成像研究①

張麗華，郭龍軍，郄淑燕，米立新，王璐怡，甄巧霞

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腦卒中后皮質脊髓束與上肢運動功能關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]目的應用彌散張量成像(DTI)觀察腦卒中患者基底節區皮質脊髓束損傷情況及其與上肢運動功能的關系。方法2013年1月～2015年7月住院腦卒中患者18例接受DTI，并采用簡式Fugl-Meyer評定和金子翼上肢功能評定進行評分，比較病灶側與健側基底節區皮質脊髓束部分各向異性(FA)，對病灶側FA與上肢運動功能評分進行相關性分析。結果患側FA顯著小于健側(t=-21.09, P<0.001)。患側FA與Fugl-Meyer評分正相關(r=0.570, P<0.05)，與金子翼上肢功能評分正相關(r=0.509, P<0.05)。結論腦卒中后基底節區皮質脊髓束受損，損傷程度與上肢運動功能相關。

[關鍵詞]腦卒中；彌散張量成像；皮質脊髓束；上肢；運動功能

作者單位：1.首都醫科大學附屬北京康復醫院，a.康復診療中心；b.放射科，北京市100144。作者簡介：張麗華(1980-)，女，漢族，河北陽原縣人，主治醫師，主要研究方向：神經康復。通訊作者：米立新，女，河北石家莊市人，主任醫師，主要研究方向：神經康復。E-mail: tianmetian@sina.com。

[本文著錄格式]張麗華，郭龍軍，郄淑燕，等.腦卒中后皮質脊髓束與上肢運動功能關系的彌散張量成像研究[J].中國康復理論與實踐, 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.

上肢運動障礙是腦卒中后最常見的功能障礙，對活動能力和健康水平產生重要影響[1]。評估患者運動功能恢復的潛力對于制定康復治療計劃的類型、持續時間和目標非常關鍵[2]。以往有研究表明，卒中部位比梗死體積更能預測功能恢復的潛力[3]。有研究表明，內囊后肢(posterior limb of the internal capsule, PLIC)損傷與上肢運動預后差顯著相關。彌散張量成像(diffusion tensor imaging, DTI)是唯一可顯示活體腦白質纖維束的無創性成像技術，能夠識別傳統CT和MRI難以發現的腦結構改變，特別是神經纖維束的變化。本研究采用DTI觀察內囊區皮質脊髓束的完整性，及其對上肢功能恢復的相關性。

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。

納入標準：①初次發病，病程<4周；②病灶位于基底節區，累及內囊后肢；③年齡18～60歲；④無認知障礙；⑤無MRI檢查禁忌癥。

排除標準：①生命體征不平穩或者并發重要臟器衰竭；②四肢運動障礙；③既往曾有其他腦部疾病或腦部手術史；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康復，包括運動療法、作業療法、物理因子治療、中醫傳統治療等。根據患者病情制定個體化康復治療方案，包括關節活動度訓練、肌力訓練、平衡訓練、日常生活活動能力訓練、手功能訓練、步行訓練等。入院后2周，所有患者接受DTI檢查和上肢功能評估。

1.2.1上肢功能評估

采用簡式Fugl-Meyer評定(simple Fugl-Meyer Assessment, FMA)上肢部分和金子翼上肢功能評價。FMA上肢部分總分66分，主要內容包括屈肌聯帶運動、伸肌聯帶運動、部分分離運動、分離運動、腕手的運動以及協調性。金子翼上肢功能評價共有10項操作動作，對患者完成動作的時間進行計時，計算得分，金子翼上肢功能評價對手的運動速度、靈巧性和敏捷性比較敏感，對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GE公司)，8通道頭頸聯合相控陣線圈。常規軸位T1flair、T2WI、FLAIR，矢狀位T1WI以及DTI序列。DTI采用單次激發自旋回波(single-shot echo-planar imaging, EPI)平面回波技術，掃描參數：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；彌散加權系數b=0、b=1000 s/ mm2，彌散敏感梯度方向25個。

采用GE工作站FUNCTOOL軟件對DTI數據進行后處理，重建部分各向異性(fractional anisotropy, FA)圖。在損傷區繪出感興趣區(region of interest, ROI)，面積約25 mm2。利用FUNCTOOL軟件的對稱軸，結合手動調節，確定對側對稱部位相應面積區域。測量各區域FA值，每個區域測3次，取平均值。

FA是水分子各向異性成份占整個彌散張量的比例，其范圍在0～1，0代表彌散不受限制，規則具有方向性的組織FA大于0。FA越大，神經傳導功能越強[4-5]。

1.3統計學分析

所有數據采用SPSS 18.0統計軟件進行處理。患者健側與患側FA比較采用配對樣本t檢驗；患側FA與上肢功能參數采用Pearson相關性分析。顯著性水平α=0.05。

2　結果

患者病灶側FA為(0.2696±0.0651)，顯著低于健側的(0.5868±0.0492) (t=-21.09, P<0.001)。

患者上肢FMA評分(47.28±9.27)分，與患側FA正相關(r=0.570, P=0.01)。患者金子翼上肢功能評分為(52.00±18.07)分，與患側FA正相關(r=0.509, P=0.03)。

3　討論

DTI是彌散成像[2]的高級形式，可以定量評價腦白質的各向異性，主要用于腦部尤其對白質束的觀察、追蹤，腦發育和腦認知功能的研究，腦疾病的解剖變化以及腦部手術的術前計劃和術后評估。腦卒中后時間、病灶位置、皮質脊髓束的完整性、皮質和皮質下的連通性是影響功能結局的因素[6]，DTI作為一種無創的大腦纖維束顯像技術，已成為目前研究神經網絡的重要手段，它在皮質脊髓束的三維重建和可視化觀察皮質脊髓束方面具有優勢[7]，還可以獲得皮質脊髓束的量化信息。FA的大小與髓鞘完整性、纖維致密性及平行性有密切關系，可以反映軸突、髓鞘和白質纖維方向的一致性程度以及結構的完整性[8]。

皮質脊髓束與遠端肌肉的自主運動有關，尤其是手的精細動作[9]。本研究選擇病灶位于基底節區累及內囊后肢、發病4周內的腦卒中患者，結果顯示腦卒中患者基底節區皮質脊髓束完整性破壞，纖維的一致性下降，神經傳導功能受損。趙津京等對老年急性腦梗死患者的研究發現，患側與健側FA差值在發病第1周與第4周比較有顯著性差異，發病第4周與第12周比較無顯著性差異；入院第1次DTI中ROI對應的健患側FA差值與第1階段(4周)康復治療前后FMA量表評分差值變化呈線性負相關，認為DTI和FMA早期應用于腦梗死偏癱患者預后評估有一定價值[10]。

腦梗死按影像學特點可分為超急性期(<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]。研究發現，急性期、慢性早期梗死區FA均較對照區低[12]。劉樹學等將急性期、亞急性期和慢性期腦梗死病灶區域平均FA值與對側比較，均有顯著性差異[13]。本組患者如按影像學特點分類，為急性期至慢性早期，結果與上述研究結果基本一致。

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FA下降[14]。腦卒中后病灶累及皮質脊髓束導致運動功能障礙，臨床較為常見。病灶的大小、病灶與皮質脊髓束的相對位置及皮質和皮質下的連通性是影響腦卒中功能結局的因素[6]。內囊后肢是唯一與FMA評分較差的上肢運動功能相關的結構[15]。一項關于卒中1年后病灶位置對手功能預測價值的研究發現，內囊區損傷患者，手分離運動恢復的可能性低于皮層下損傷和放射冠損傷[16]。Song等發現，內囊后肢的完整性與上肢運動預后顯著相關[17]。有研究發現，急性期皮質下腦梗死患者的FA與上肢Rivermead運動功能試驗評分正相關[18]；后遺癥期腦卒中患者健側內囊后肢的FA與患者上肢Fugl-Meyer評分正相關[19]。Groisser等以大腦中動脈區梗死患者為研究對象，結果顯示急性期損傷側與健側皮質脊髓束的表觀彌散系數差值、亞急性期皮質脊髓束的FA差值是卒中后上肢運動功能最強的預測指標[20]。本研究與上述研究結論基本一致。有研究發現患側皮質脊髓束發生Wallerian變性的與未發生Wallerian變性者相比，運動功能更差[21]。

DTI可以動態觀察腦卒中后病灶周圍組織的結構，特別是白質通路。本研究對發病早期(4周內)FA與上肢運動功能的關系做了初步研究，樣本量較小，缺乏動態觀察。今后可通過擴大樣本量、追蹤觀察等方法，觀察皮質脊髓束在運動恢復過程中的動態變化，對是否發生Wallerian變性以及錐體外系的影響進行進一步研究。

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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]R743.3

[文獻標識碼]A

[文章編號]1006-9771(2016)01-0103-03

DOI:10.3969/j.issn.1006-9771.2016.01.023