Broca语言区长期缺如下的BOLD功能磁共振代偿研究

李 敏 刘树永 李玉报 张 霞

(泰山医学院附属泰山医院医学影像部，山东泰安271000)

Broca语言区长期缺如下的BOLD功能磁共振代偿研究

李 敏 刘树永 李玉报 张 霞

(泰山医学院附属泰山医院医学影像部，山东泰安271000)

目的探讨Broca语言区长期缺如下的脑内代偿情况。方法左侧Broca区因外伤脑出血切除缺如患者6例，手术后5～10年不等，平均6年10个月。男:女=2:1，年龄26～54岁，平均42.5岁。正常健康志愿者20人，男10例，女10例，平均34.5岁，均为右利手。检查者均完成图片命名任务。AFNI软件处理实验数据。统计分析采用SPSS20.0分析软件。同一感兴奋区比较采用两样本均数t检验。结果与正常对照组比较:双侧颞上回后部(BA22区)激活体素及强度明显升高，有统计学意义;双侧顶上小叶、小脑半球、梭状回，左侧角回及辅助运动区激活强度明显提高，激活体素明显减少，有统计学意义。结论Broca语言区长期缺如下，脑内多个脑区参与了语言功能的代偿。

Broca语言区长期缺如;Bold-功能磁共振

Broca区语言区，即经典的运动性语言区，通常位于左侧额下回后部(Broca44，45)。当此区域出现病变，如脑梗死、脑肿瘤、脑出血等，临床会出现运动性失语表现，有关上述因素引起的失语的BOLD功能磁共振代偿研究较多，亦有作者对手术前后的短期随访做对照研究。但有关Broca语言区切除缺如后的长期随访研究，如临床上有无失语表现?脑内功能代偿与正常人对比又会怎样?文献未见相关报道。临床中我们碰到部分因外伤引起左侧额下回脑出血后切除Broca语言区的病人，在术后5～10年就诊，本文对其进行了功能磁共振的研究，以期对照在Broca语言区长期缺如后的脑内相关语言区的功能代偿重组情况。

1 材料与方法

1.1 实验对象左侧Broca区因外伤脑出血切除缺如的患者共6例，男:女=2:1，年龄26～54岁，平均42.5岁。检查时间距离手术5～10年不等，平均6年10个月。利手判定和失语判定标准采用北京医科大学第一医院汉语失语量表。正常对照组:20名健康志愿者，男女各10例，年龄26～40岁，平均年龄34.5岁。入组者均为右利手，所有检查者均签署知情同意书。

1.2 实验任务左侧Broca区缺如组及正常对照组均采用图片命名任务。图片来源于Snodgrass and Vanderwart标准图谱;图片以唇读方式将名称说出;实验采用组块设计，总时间3分12秒，每个Block为30秒，共6个Block，组块间以“+”呈现30秒。每张图片呈现3秒。

1.3 仪器设备采用3.0T SIEMENS MAGNETOM Skyra MRI扫描仪进行检查，16通道线圈，所选用的扫描序列和参数:①结构像扫描:采用快速自旋回波(TSE)序列采集横轴位T2WI结构像，水平位，TR/ TE=6540 ms/99 ms，层厚4 mm，间隔0 mm，分辨率288*384，FOV=220×220 mm，获取35层解剖图像。②功能成像程序，采用梯度回波(Epfid)序列，复制T1WI图像设置，层厚4 mm，间隔0，TR=3000 ms，TE=30 ms，分辨率64*64，FOV=220×220 mm，进行BOLD-fMRI扫描;③采用快速Flash(TFL)序列扫描，层厚1 mm，间隔0，TR/TE=2300 ms/ 3ms，TI=900 ms，带宽=240HZ/Px，分辨率248* 256，FOV=248×248 mm，获取192层高分辨率解剖图像。

1.4 数据处理选用AFNI软件处理图像数据。①功能扫描图像，进行去基线漂移，归一化(将信号强度调整成信号变化百分比)等预处理。②通过反卷积方法找到被试每个任务的激活区域(p=0.01的相邻四个或四个以上体素作为是一个激活簇)。③用TSE序列扫描得到的T2WI结构像和TFL序列扫描得到的3D结构像，将激活区图谱进行三维重建;正常对照组激活图谱转换到Talairach标准坐标下。④各个任务激活图谱取逻辑“或”运算，之后在该图上画出若干感兴趣区域。⑤在每个被试的原始坐标系下，计算各感兴奋区的激活强度和体素。

1.5 统计分析采用SPSS20.0分析软件。激活脑区与正常志愿者组平均激活强度和体素做两样本均数t检验。P≤0.05具有统计学意义。

2 结果

外伤后脑出血切除左侧Broca区共6例患者，本次检查时间距离患者术后5～10年不等，平均6年10个月，检查前语言量表评定均无失语表现，追问病史，患者术后短时间内均出现运动性失语表现。在图片命名任务下与正常对照组比较:双侧颞上回(BA22区)激活体素及强度明显升高，有统计学意义;双侧顶上小叶、小脑半球、梭状回，左侧角回及辅助运动区激活强度明显提高，激活体素明显减少，有统计学意义。右侧Broca区未见明显激活(表1，2;图1，2)。

表1 左侧Broca区切除后图片命名任务下平均激活强度和体素(¯x±s，n=6)

图1 在图片命名任务下，双侧颞上回激活体素及强度明显升高，双侧顶上小叶、小脑半球、梭状回，左侧角回及辅助运动区激活强度明显提高。

表2 正常对照组图片命名任务下平均激活强度及体素表(¯x±s，n=20)

图2 图片命名任务下平均激活脑区如下:双侧岛叶、双侧额下回(BA44/45区)、额中回、额叶背外侧区，顶上小叶，并均以左侧为著;双侧前运动区、颞上回，小脑半球、枕叶及梭状回，左侧角回及辅助运动区。

3 讨论

Broca区是经典的运动性语言区，负责词语的产生、语义及语法的处理，句子的理解及工作记忆等功能［1－4］。当左侧Broca区及其前方的语言相关区，即BA46，47，10区等因外伤出血而手术缺如后，短时间内病人会出现运动性失语表现［5－6］，但较长时间后，如本研究中，5～10年后随访发现患者语言功能已经恢复，未出现永久性失语，此结果与位于Broca区的脑肿瘤切除术后因脑功能代偿而推测不会出现永久性失语结论一致［7－9］。在这种情况下脑内又是怎样的一种代偿?哪些是代偿脑区?代偿脑区是位于左侧其它邻近相关语言区还是转移到右侧Broca区? Duffau等作者［10－12］对左侧Broca区脑肿瘤的语言代偿机制总结为四种可能:1、功能存在在肿瘤内;2、病灶周围优势语言区的补充;3、同侧大脑半球的远处脑区;4、对侧大脑半球的同源脑区。本研究结果发现，在同一语言任务下，与正常对照组相比:双侧颞上回(BA22区)激活体素明显升高，有统计学意义;双侧顶上小叶、小脑半球、梭状回，左侧角回及辅助运动区激活强度明显提高，有统计学意义。脑内代偿分两种形式，一种是激活体素的增加，如本研究中双侧颞上回后部(BA22区)激活体素的增多，即经典的感觉性语言区。分析原因为运动性语言区即Broca区(BA44，45区)与感觉性语言区(BA22区)通过弓状纤维束联合成一语言通路，这符合近年来提出语言的“双通路处理模式”［13－14］，即背侧及腹侧模式:背侧通路主要负责音韵的处理，从颞上回的后部到额下回;腹侧通路负责语义的处理，从颞极到颞枕皮层的基底部。当左侧Broca区缺如时，通过弓状纤维束左侧颞上回(BA22区)及同源的右侧颞上回出现代偿激活。另外一种代偿方式为激活强度的增大，即BOLD信号强度变化百分比的增加，结合本研究结果，发现:双侧顶上小叶、小脑半球、梭状回，左侧角回及辅助运动区激活强度明显提高，提示脑内多个脑区参与了功能代偿，同时也说明了大脑强大的功能可塑性。本实验中右侧Broca区未见明显激活，未出现我们设想的在左侧Broca区缺如后，右侧同源Broca区代偿激活的结果。分析原因右侧Broca区有可能在左侧Broca区缺如后短时间内出现激活［15］，但这一时间段本实验未研究，只是在手术长期后做了研究分析，且研究结果同脑梗死的部分文献基本符合［16］。

本研究的意义在于探讨了在经典的Broca区长期缺如后，脑内语言区的代偿机制情况，为更全面的了解大脑内语言的处理过程及Broca区长期缺如后脑内语言区的重组机制提供了帮助。当然，因语言的个体差异性较大［17－18］，血肿范围不同导致手术切除的脑组织范围不尽相同，因此有关本实验结论的科学性、客观性及可重复性有待样本数量的增加而得到进一步的补充及完善。

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The research of brain compensatory mechanism with the long-term absence of Broca region by BOLD-fMRI

LI Min LIU Shu-yong LI Yu-bao ZHANG Xia
(Dept.of Radiology，Taian Central Hospital，Taian 271000，China)

Objective:To explore the functional compensation and plasticity mechanism when the left Broca region is absent for a long time.Methods:The patients＇group of 6 cases，whose left Broca regions were resected because of the hemorrhage after the trauma，were examined in 5－10Y after the operation with the average age of 6Y and 10M，and the rate between male and female was 2:1，with age between 26－54Y at mean age of 42.5Y.The 20 cases of normal healthy volunteers had 10 males and 10 females with the mean age of 34.5Y.The right hand was predominant.The task of picture naming was done.The same regions in two groups were compared with two sample paired t test.The experiment data were dealt with AFNI soft ware and analysed with SPSS 20.0.Results:Compared with the normal group，the activatated voxels and activated intensity were increased obviously in both sides of superior temporal gyrus，and had the statistical significance.Activated intensity was increased and activated voxels were decreased in the both side of superior parietal lobe，cerebellar hemisphere，fusiform gyrus，left angular gyrus and supplementary motor area，and also had the statistical significance.Conclusion:Many brain regions participate in the functional compensation of the language when the Broca region is absent for a long time.

long-term absence of the Broca region;Bold-fMRI

R445.2

A

1004-7115(2015)05-0486-04

10.3969/j.issn.1004-7115.2015.05.002

2015-01-18)

山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2012YY033)。

李敏(1978－)，女，山东泰安人，主治医师，硕士，主要从事临床影像诊断工作。

刘树永，E-mail:shuyongliu@126.com