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引言:
脑卒中(Stoke),也称中风或脑血管意外(Cerebrovascular accident),包括脑出血和脑梗塞,是一组突然起病、以局灶性神经功能缺失为共同特征的急性脑血管疾病。脑卒中是目前中国人群主要的死亡原因之一,在总死亡中所占比例,城市为20%,农村为19%[1],其中脑梗塞(包括脑血栓形成及脑栓塞)约占脑卒中的60%左右。卒中部位的不同可导致不同的脑功能受损,而对于缺血性脑梗塞的卒中患者,偏瘫则是常见的临床症状,严重者常严重影响患者及其家人的生活质量。
血氧水平依赖性功能磁共振(BOLD—fMRI)和弥散张量成像(DTI)均为无创性的影像检查方法,在研究脑梗塞患者脑功能和细微结构的变化方面具有重要临床价值。
BOLD—fMRI的价值体现在:其一,可以将梗塞后运动功能的缺失情况在活体上直观显现出来;其二,可以同正常人或正常侧对照,发现梗塞后激活区的变化情况,推断功能重组的规律;其三,可以根据激活区的变化情况来指导调整治疗方案,评价临床治疗效果。
而DTI,一方面,我们可以获得ADCavg(Averaged diffusivity or Mean diffusivity,ADCavg或MD,平均弥散率))图、FA(Fractional anisotropy)图,通过ADCavg值、FA值的变化来认识脑梗死后细胞、分子水平的病理、生理改变,另一方面,寻找ADCavg值、FA值的变化规律同患者预后之间的关系,根据梗死区ADCavg值、FA值的变化情况来指导调整治疗方案,评价临床治疗效果。
因此,在本研究中,BOLD—fMRI成像时,我们将重点观察功能区或运动传导通路缺血性脑梗塞的患者各运动相关脑区的激活同对照组的异同以及患者在急性期(6小时~3天)、慢性早期(2周左右)各运动相关脑区激活的异同,以期发现该段时期皮层激活的变化规律;DTI成像时,我们将重点关注梗死区ADCavg值、FA值同对照区以及梗死区不同时期ADCavg值、FA值的变化规律。最终期望能通过激活区、ADCavg值、FA值的变化来指导调整治疗方案,评价临床治疗效果,将脑梗塞的研究推入到微观结构和脑功能相结合的新水平。
目的:
1.探讨食指被动运动任务下对照组及患者组急性期、慢性早期各运动相关脑区的激活特点。
2.比较患者组同对照组各运动相关脑区激活的异同,以探索脑梗塞急性期、慢性早期脑功能的重组规律。
3.对不同时期脑梗塞病人的激活情况进行纵向比较,以探索脑功能的变化规律。
4.探讨脑功能的重组情况同脑梗塞病人预后之间的关系,实现对临床疗效的评价作用。
5.探讨梗死区同对照区以及梗死区不同时期ADCavg值、FA值的变化规律。
6.探讨ADCavg值、FA值变化同病人预后之间的关系,实现对临床疗效的评价作用。
材料与方法:
受试者共28人,其中对照组12人,脑梗塞患者组16人。对照组志愿者均行常规扫描证实无颅内重大病变,体检无明显神经系统症状和体征,行BOLD时均知情同意。脑梗塞患者组除行常规T1WI、T2WI、FLAIR扫描外,还行BOLD、DTI检查;同时记录脑梗塞急性期、慢性早期时的肌力及一个月时的MBI评分;行BOLD、DTI时均知情同意。
对于BOLD成像,选定各运动相关脑区作为感兴趣区,重点分析激活频率、激活体积,比较患者组同对照组的激活频率、激活体积以及患者组不同时期激活频率、激活体积的差别。
对于DTI成像,将原始资料传输到工作站,利用Philips公司提供的分析软件,参考T2WI、FLAIR、及DWI图选取梗塞灶中央面积约15m㎡的区域为ROI,分别测得梗塞区的ADCavg值、FA值;同时选取同ROI面积相同、位置对称的健侧部位作为对照ROI,测得对照区的ADCavg值、FA值,重点分析、比较梗死区同对照区的ADCavg值、FA值以及梗死区ADCavg值、FA值在不同时期的差别。
结果:
1.BOLD—fMRI成像
1.1对照组:
(1)12例志愿者食指被动运动的BOLD成像主要激活对侧SM1(primary sensorimotor cortex,初级感觉运动区),对侧SM1区有恒定激活,其它运动相关脑区时有激活。
(2)激活频率:对侧SM1区激活频率较其它运动相关脑区要高;激活体积:各运动相关脑区的激活体积,以对侧SM1最大(中位数851k,四分位间距1009k),其它脑区激活体积相对较小。
1.2患者组:
(1)16例脑梗塞患者均前后两次BOLD成像,主要激活SM1区,而部分患者激活区较散、乱,部分病例可见额叶、顶叶、颞叶等非SM11区的皮层激活。
(2)本组16例患者,急性期、慢性早期纵向比较,各运动相关脑区的激活体积、频率的差异无统计学意义(p>0.05);同时,两期肌力的差异也无统计学意义(p>0.05)。
(3)康复较好的患者,对比急性期、慢性早期,肌力后期较前期升高(p<0.05),对侧SM1区的激活体积增大,但在本组病例尚无统计学意义(p>0.05)。
(4)观察对侧SM1区,发现其变化有三种形式:激活体积增大(16例中有8例),其中康复较好患者组7例中出现5例,康复较差患者组9例中有3例;激活体积前后无变化(共4例),其中康复较好患者组出现1例,康复较差患者组有3例;激活体积减小(共4例),其中康复较好患者组出现1例,康复较差患者组有3例。
1.3对照组、患者组比较
(1)同对照组相比,患者组对侧SM1的激活频率比对照组要小(p<0.05)。
(2)同对照组相比,患者组对侧SM1区的激活体积要小于正常对照组(p<0.05)。
2.DTI成像
(1)梗死区急性期ADCavg值较对照组低(p<0.05),慢性早期ADCavg值同对照组之间差异无统计学意义(p>0.05);慢性早期ADCavg值较急性期升高(p<0.05)。
(2)急性期、慢性早期梗死区FA值均较对照组低(p<0.05),慢性早期FA值较急性期降低(p<0.05)。
(3)康复较好组、康复较差组的ADCavg值在急性期、慢性早期均无统计学差异(p>0.05);康复较好组、康复较差组的FA值在急性期、慢性早期均无统计学差异(p>0.05)。
结论:
1.被动运动的BOLD—fMRI是一种研究脑梗塞后运动功能变化情况的有效方法,可以对脑梗塞后激活区的位置、大小变化进行追踪。
2.食指被动运动时对侧SM1区恒定激活,且激活最明显。
3.急性期、慢性早期缺血性脑梗塞后,对侧SM1区的变化最明显,同对照组相比,激活体积和激活频率明显减小。
4.对侧SM1区的变化形式多样,一个总趋势是:康复较好,则激活体积增大出现机会较大,康复较差,则激活体积减小出现机会较大。
5.ADCavg值、FA值可以从分子水平反映梗塞后梗塞区的微观变化,DTI是一种从微观角度研究脑的结构、功能变化的无创性成像技术。
6.ADCavg值:在梗塞急性期明显降低,然后逐渐升高;在慢性早期可观察到ADCavg值可低于正常,可恢复到正常范围(假正常化),也可高于正常范围。
7.FA值:急性期、慢性早期FA值均较对照区降低,急性期、慢性早期纵向比
较,FA值逐渐降低。
8.从本组病例来看,ADCavg值、FA值的变化同康复好坏是否有关尚需更大样本量研究的证实,但其变化同梗塞时期关系密切。