卒中后失語的影像學評估研究進展

徐璐瑤，陳曉迪，梁志剛

卒中后失語（post-stroke aphasia，PSA）是由腦血管病變引起大腦語言皮質損害或與語言相關的腦網絡功能障礙所致的一種獲得性語言障礙[1]，發生率為21%～38%[2]，多因優勢半球外側裂周圍腦區梗死或出血所致，其中尤以左側大腦中動脈支配區域梗死導致的失語最多見。PSA嚴重影響患者的認知和溝通能力，降低患者的社會參與度及生活質量，因而會嚴重影響治療效果[3]。本文就目前臨床中應用功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）對PSA的發病機制及恢復機制進行的研究進行綜述。

1 失語癥的發病機制

傳統失語癥的發病機制有定位學說和反定位學說?！岸ㄎ粚W說”即Wernicke-Geschwind語言模式學說[4]，即語言的理解與表達與腦皮質特定部位相關。很多文獻提出，不同語言功能區的病變導致語言障礙的形式及程度不一[5]，如左額下回后部病變可致表達性失語（Broca aphasia），左顳上回后部病變可致感覺性失語（Wernicke aphasia）等。但定位學說無法解釋皮質下的白質結構等所致的失語。因此，“反定位學說”被提出，其認為語言功能障礙并不僅因特定語言功能腦區病變所致，而是涉及整個大腦神經網絡功能障礙[6]，許多研究者對PSA患者行fMRI也發現，患者在語言恢復過程中可見腦網絡功能連接（functional connectivity，FC）的改變、部分腦區功能重組及神經可塑性增強[7-8]，這或許更符合語言活動是由大腦的神經網絡調控。PSA的發病機制則是由于腦血管病變引起大腦語言功能區受損或功能區間甚至左右大腦半球FC異常，導致語言障礙[9-10]。

2 卒中后失語的影像學評估

傳統的結構影像學，如頭顱CT、MRI可用來評估梗死的病變部位及大小，CTP、MRP可提供腦血流灌注情況，但結構影像學僅能評估腦語言功能區是否發生梗死及血流灌注情況，無法觀測卒中后語言網絡的動態變化情況。而fMRI可對PSA發生前后及治療前后語言功能腦區、腦區間FC以及大腦神經網絡的變化進行動態監測，這有助于更好地探索PSA的發病機制、病變發展及恢復機制[11-12]。

2.1 功能磁共振成像 基于血氧水平依賴的fMRI（blood oxygen level dependent fMRI，BOLD-fMRI）具有較高的時空分辨率，可以更好地反映腦局部和神經網絡的變化，且可動態觀測語言功能網絡，是近年神經網絡研究的熱點，包括任務態fMRI和靜息態fMRI（restingstate fMRI，rs-fMRI）兩種模式。

2.1.1 任務態功能磁共振成像 任務態fMRI是指在實施過程中，患者需執行特定任務，從而誘發大腦形成任務狀態下的神經元活動，以獲得大腦神經元活動信號差異的激活圖，從而揭示特定任務狀態下的大腦活動規律[4]。何雅娜等[13]對10例腦梗死后運動性失語患者進行詞語聯想任務，fMRI發現左側Broca區無明顯激活，而其周圍區域及右側Broca鏡像區激活明顯增加，提示左側Broca區受損后語言功能的恢復可能是通過病灶周圍區域功能重組及右側Broca鏡像區代償來實現的，但二者是否同時促進語言功能恢復以及右側Broca鏡像區的激活是否為有效激活仍需進一步研究。由于卒中后患者常伴運動及認知障礙等，難以完成事先設計好的試驗任務，而試驗任務完成與否、難易程度等均會影響試驗結果，導致結論不盡相同[14]，因此，近年來，越來越多的研究集中于rs-fMRI。

2.1.2 靜息態功能磁共振成像 rs-fMRI無需完成任何語言任務，患者只需保持閉眼清醒的狀態，平躺在掃描儀里，約6 min即可完成相應的掃描，患者的配合程度高，操作簡便，尤其適合卒中后患者的臨床研究。目前，rs-fMRI已在神經變性病及精神疾病等領域進行了大量研究[12，15-17]。近年來，一些學者將其應用于PSA。語言的形成依賴于皮質及皮質下結構等多個腦區組成的語言功能網絡[18]，當這些腦區發生梗死時就會引起自發活動的異常以及腦網絡FC的異常，從而導致PSA。當前，對于PSA后的恢復機制研究不明，Crinion等[19]進行的研究提出，PSA的恢復機制主要與梗死區的血流再灌注、相關腦區功能重組及神經再塑有關。普遍認為在早期語言功能恢復中，實現梗死區血流再灌注的時間越早，恢復越好。而晚期語言功能的恢復則通過左側半球殘存語言網絡的重組以及對側皮質區的募集和代償來實現[20-22]。

有關PSA的非急性期語言功能恢復機制主要有以下兩種：一是“半球間抑制理論”，語言優勢半球位于左側大腦半球，當左側半球語言功能區受損后，其通過胼胝體對右側半球相關腦區的抑制減弱甚至消失，此時，右側半球相關腦區激活增加，反而抑制左側半球的激活，使得左側半球病灶周圍區域的功能重組受到抑制，從而影響語言功能的恢復[23]，因此使用的重復經顱磁刺激（repeated transcranial magnetic stimulation，rTMS）就是通過給予患側半球相關腦區高頻刺激增強其病灶周圍區域功能重組或低頻刺激抑制健側大腦激活來促進語言功能恢復的。二是“雙峰平衡恢復模型”理論[24]，該理論引入了結構儲備這一新參數，即左側大腦半球受損后殘存的語言功能腦區的體積，其認為大腦半球間平衡和功能恢復與腦損傷后殘存的語言功能腦區的體積相關。殘存的語言功能腦區體積大，則由病灶周圍區域的功能重組來恢復，殘存的語言功能腦區的體積小，則由對側半球鏡像區域語言功能網絡的代償來恢復。Shah等[25]研究發現PSA患者的語言功能恢復與病灶大小有關，病灶范圍小則可通過病灶周圍區域的功能重組恢復，而病灶范圍大則由對側半球鏡像區語言功能網絡的代償來恢復，這與“雙峰平衡恢復模型”理論相符。

目前，很多研究者從大腦神經網絡的FC方面來研究PSA。Guo等[26]應用功能連接密度（functional connectivity density，FCD）分析法，將17例PSA患者的長程和短程FC與健康人做對比發現，PSA組中右側顳內側回的長程FCD增加；右側顳回、額下回、丘腦、島葉和顳內側回的短程FCD增加；左側顳上回、梭形回和顳內側回的長程FCD降低；左側額回、尾狀回、丘腦、梭形回和顳內側回的短程FCD降低。該研究結果提示PSA后右側大腦半球的可能代償作用。Xu等[27]利用rs-fMRI研究卒中后完全失語患者大腦的FC特性，將11例亞急性完全失語患者以及年齡、性別和教育水平相匹配的11例健康者納入該研究，結果顯示PSA組的大腦感覺運動網絡、語言網絡、突顯網絡同源腦區之間的FC降低；在全腦FC的分析中，PSA組的大腦半球間和半球內的連通性降低，尤其體現在雙側顳葉之間以及左側半球的顳下后回和角回之間；還發現語言網絡和小腦網絡之間表現出比健康組更強的聯系，這可能表明代償。Zhang等[15]利用fMRI來研究20例亞急性失語以及20例健康者的腦靜息態網絡，發現PSA組大腦突顯網絡內的FC顯著增加；左額頂神經網絡和突顯網絡之間的FC顯著增強；左額頂神經網絡和右額頂神經網絡之間的FC顯著降低；左額頂神經網絡和后默認模式網絡之間的FC顯著降低，并提出左額頂神經網絡和右額頂神經網絡之間的FC減少是語言障礙的關鍵因素。rs-fMRI通過測量靜息網絡FC的差異，可以將失語患者與健康者區分開[28-29]，還可預測失語的嚴重程度，動態觀測整個大腦FC的變化以及語言的恢復情況[11，30-31]，這將有助于為今后準確選擇治療靶點、促進語言功能的更好恢復提供重要依據。

2.2 彌散張量成像 彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是唯一可在活體內進行腦白質結構成像以及3D可視化白質纖維神經通路的MRI新技術[32]。近年來，許多學者將DTI技術應用于PSA，發現語言功能區及其纖維環路遭到破壞均可導致失語。Marin等[33]對皮質下卒中患者的尸檢研究發現，腦缺血性損傷后白質的改變主要表現為脫髓鞘和結構破壞。Yao等[34]應用DTI研究10例慢性PSA患者非語言認知障礙相關的腦白質微結構變化發現，與健康人相比，患者組可見雙側額枕下束、下縱束、左上縱束各向異性分數較高，平均擴散率及徑向擴散率較低，這表明PSA后白質微結構受損；還發現右鉤束的平均擴散率和徑向擴散率與空間知覺及運動執行得分呈負相關，而左鉤束的各向異性分數與定向得分呈負相關。目前很多學者提出PSA后白質纖維也會發生不同程度的破壞，因此推測白質纖維參與大腦語言功能區的聯系與連接，但不同白質纖維的具體作用仍未明確，仍需進一步研究。

2.3 磁共振波譜 磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）是一種無創性檢測腦組織能量及生化代謝改變的影像學技術，除了對了解各種疾病的生化代謝改變意義重大外，在疾病的病理生理變化、臨床診斷、判斷預后和治療效果方面也有很大作用[35-36]。Zhang等[37]應用MRS結合MRP檢測33例經西方失語成套測驗（western aphasia battery，WAB）診斷為表達性失語或感覺性失語患者的腦語言功能區的代謝情況及血流灌注，發現病灶側N-乙酰天門冬氨酸、膽堿、肌酸含量均較其對側鏡像區降低，提示病灶側與對側鏡像區相比存在低代謝。頭顱PWI示病灶側與其對側鏡像區相比存在低灌注。這提示若能盡早恢復語言功能區的血流灌注、改善病灶區的代謝，患者的語言功能將得到改善。

綜上所述，目前的臨床研究、結構和功能影像學研究、神經生理學研究等使臨床對PSA的發病機制、病變發展及恢復機制有了更深入的了解，這些將有助于制訂更合理的治療方案。未來需要更大樣本以及更完善的研究設計來探討PSA早、晚不同時期的大腦神經網絡變化情況，從而盡早給予干預治療以促進語言功能的恢復。

【點睛】功能影像學可用于探討卒中后失語的發病機制、病變發展及恢復機制，有助于尋求更佳治療方案。