弥散张量成像评估急性脑梗死康复治疗前后运动功能变化与预后的相关性

曾　皎，陈红群，刘　芳



弥散张量成像评估急性脑梗死康复治疗前后运动功能变化与预后的相关性

曾皎，陈红群，刘芳

目的利用磁共振弥散张量成像(DTI)和神经功能评定量表(FMA)研究急性脑梗死患者康复治疗前后CST类型、部分各向异性(FA)值变化与运动功能恢复及临床预后之间的关系，探讨影响脑梗死患者神经功能恢复的相关因素。方法40例急性脑梗死患者，随机分为治疗组与康复组。在发病3 d内及发病3 m时行3.0T常规磁共振(MRI)和DTI检查，分别测量病灶侧、对侧皮质脊髓束FA值。通过Fugl-Meyer量表(FMA)评分，探讨影响预后的相关因素。结果3 m后两组患者FMA值评分均较入院时明显增高(P<0.05)，康复组CST Ⅱ型、CST Ⅲ型患者的FMA值较治疗同组有显著提高(P<0.05)。预后以CST Ⅰ型最好，CST Ⅱ型次之，CST Ⅲ型最差。所有患者入院时病灶侧FA值均较健侧减低，FA值CST Ⅰ型>CST Ⅱ型>于CST Ⅱ型，P<0.05。3 m复查病灶侧FA值仍低于健侧，且较入院时各型FA值均有下降。结论早期康复训练有助于促进患者运动功能恢复。皮质脊髓束受损重、白质纤维断裂者，运动功能恢复较差。但通过康复训练结果仍好于未康复训练者。FA值与神经功能损害呈正相关。

弥散张量成像；脑梗死；康复；运动功能

急性缺血性脑梗死为常见的脑血管病，其高致残率给患者的生活带来很大的不便，故早期的康复治疗就显得尤为重要，但在实践中我们发现部分患者经过系统药物及康复治疗，偏瘫肢体的恢复也并不理想。寻找一种有效判断预后的方法对更有效的使用有限的医疗资源是临床急需解决的事件。脑梗死主要累及脑白质纤维束，疾病早期需明确和判断梗死部位及白质纤维束受损情况。DTI作为一项新的功能性磁共振成像技术，可无创性显示和分析脑白质纤维束。利用弥散张量纤维束成像(diffusion tensor tractography，DTT)技术进行双侧皮质脊髓束三维重建，能清晰显示神经纤维走形，用于定位白质纤维束和梗死灶的空间关系[1]。

应用DTI评估急性脑梗死预后已见报道，但通过积极康复治疗，患者康复治疗后效果判断能否通过DTI检查在早期预测、从而对可能有更好恢复前景的患者给予更积极的康复治疗，使之对有限的医疗资源达到更有效的利用。同时分析影响治疗效果和康复的相关因素，目前尚缺乏研究。本课题通过DTI检查探讨康复治疗对于急性脑梗死患者临床预后的帮助及影响其恢复的原因。

1　材料与方法

1.1研究对象2012年1月-2014年2月经门急诊入院在我院神经内科住院治疗的急性缺血性脑梗死患者共计40例。其中男性21例，女性19例，年龄56～85岁之间，平均(62.40±13.39)岁。

1.2入组标准(1)首次发病的血栓性脑梗死患者，经头部CT或MRI检查证实并能显示责任病灶，为单发病灶，位于基底节区、侧脑室旁、半卵圆中心或脑桥，均累及白质并表现一侧肢体运动功能障碍；(2)急性起病72 h内；(3)头部CT排除脑出血；(4)病情相对平稳，无意识障碍，无严重心肺功能障碍，无严重认知障碍及情绪障碍，可以耐受磁共振检查；(5)患者知情同意，并签署书面知情同意书。

1.3排除标准(1)合并有其他脏器或系统性严重疾病；(2)近期患出血性疾病或有出血性倾向者；(3)严重精神病患者，包括痴呆；(4)有药物过敏史或者过敏体质者；(5)体内有心脏起搏器、监测装置，人工支架或义齿等磁性器具不能行磁共振检查者。

1.4影像学检查所有患者入院时行头部MRI(横轴位T1WI、T2WI)平扫、DWI及DTI检查。3 m部分患者复查了头部MRI+DTI。

1.4.1实验设备使用PHILIPS Achieva 3.0T X-series超导磁共振仪，头颈联合线圈，进行MRI图像采集。DTI序列采用单次激发自旋回波-平面回波成像序列(single-shot spinecho-echoplanar sequence,SE-EPI)。

1.4.2图像后处理扫描结束后，将原始数据传送至后处理工作站，由专业的影像科技术员应用自带DTI分析软件(Extended MR Work Space 2.6.3.4)进行图像后处理,分别得到色彩编码FA图，24位颜色编码方向图通过红(右-左)、绿(前-后)、蓝(上-下)分别代表走形的纤维。影像科技术员在病灶部位及对侧相应区域FA图中画出兴趣区(region of interest，ROI)，面积大约为80 mm2～100 mm2，每个区域相同手段测量3次，取平均值，再将各个层面的值平均后得到梗死灶及对侧相应的正常脑组织处FA值。DTT：根据白质纤维解剖，利用“种子点”标记，以梗死灶周围纤维束为起点，计算机自动追踪，并以FA值小于0.2，角度小于35度终止，重建双侧皮质脊髓束(corticospinal tract，CST)。

1.5病例分组符合入组标准的患者分为两组。常规治疗组20例，其中男8例，女12例，平均年龄(62.75±12.34)岁；康复治疗组20例，其中男13例，女7例，平均年龄(62.05±14.61)岁。两组年龄、性别及肢体障碍比较差异无统计学意义，P=0.86>0.05。

1.6治疗方法治疗方案：所有患者入院后均立即给予常规治疗，如抗血小板聚集、改脑善循环及代谢，伴颅内高压者予脱水治疗。予降压、降糖及降脂等对症治疗；康复治疗组在上述治疗基础上加康复治疗，康复治疗由康复科专业医生完成。康复治疗：每天两次，每次1 h，每周5次，持续2 w。出院后康复组患者继续坚持康复治疗1 m以上。

1.7观察指标

1.7.1FA值测所有患者病灶侧及对侧相应部位的FA值，并计算其比值，即相对FA值(relative FA，rFA)，复查患者要求首次及复测的感兴趣区的部位一致。

1.7.2DTT行皮质脊髓束三维成像，观察皮质脊髓束受损情况与运动功能恢复的关系。按皮质脊髓束受累程度分为3型[2]：Ⅰ纤维束完整型，无明显受压、移位；Ⅱ部分受累型，表现为纤维束轻微受压、移位或少数断裂；Ⅲ完全受累型，纤维束则大部受压、部分断裂或全部断裂。

1.7.3临床神经功能评分患者均在入院初及3 m后由一名神经科医师进行Fugl-Meyer量表(fugl-meyer motor assessment scale，FMA)评定，比较治疗前后患者的神经功能缺损情况。

2　结　果

2.1梗死部位40例患者于DWI均能发现病灶，治疗组：基底节区梗死8例，半卵圆中心梗死5例，侧脑室旁梗死5例，脑桥梗死2例；康复组：基底节梗死9例，半卵圆中心梗死5例，侧脑室旁5例，脑桥1例。

2.2两组CST损伤程度与FMA评分的比较病初与治疗后3 m时患者Fugl-Meyer量表(FMA)评分比较显示，3 m时两组FMA评分较病初均有明显改善，P<0.05，康复组又显著好于治疗组(见表1)。

2.3病初两组患侧、健侧CST的FA值比较病初治疗组、康复组患侧FA值比较，差异无显著性，各组健侧与患侧比较差异有显著性P<0.05(见表2)。

2.43 m时复查MRI/DTI，仍显示病灶侧FA值较健侧下降，治疗组较康复组下降更明显P<0.05，另与入院时比较3 m时各组FA值均有下降(见表3)。

表1　不同时期CST损伤程度与FMA评分的比较±s)

与入院时比﹟P<0.05;与治疗组同期比较*P﹤0.05;与Ⅰ型、Ⅱ型比较△P<0.05

表2　病初各组CST的FA值

与病侧比﹟P<0.05

表3　3 m时各组FA值

与病侧比﹟P<0.05；与治疗组同侧比*P<0.05

3　讨　论

急性缺血性脑梗死后肢体瘫痪是临床常见现象，除药物治疗外早期的康复治疗能明显改善患者的功能恢复，这已是不争的事实。但在实践中我们发现部分患者经过系统药物及康复治疗，偏瘫肢体的恢复也并不理想。故寻找一种有效判断预后的方法，使之更有效的使用有限的医疗资源是临床需要解决的事情。DTI能发现传统MRI不能发现的白质内纤维束微细结构的早期受损，能生动的显示缺血区纤维受损状态和白质纤维束因病变而导致的推压和移位、破坏[3]。目前DTI主要用于脑部尤其对白质束的观察、追踪、脑发育和脑认知功能的研究[4]。

磁共振弥散张量成像(diffusion tension imaging,DTI)[5]是一种有效观察和追踪脑白质纤维束的医学影像技术，可无创性显示和分析白质纤维束[6]，其成像原理主要为水分子在不均质组织中的弥散各向异性。目前研究普遍使用的参数为FA值[7]，表示各向异性与整个扩散的比值，范围在0～1,1表示最大各向异性，即FA值越大，神经纤维传导功能越强，反之则差[8]。DTI能发现传统MRI不能发现的白质内纤维束微细结构的早期受损，能生动显示缺血区纤维受损状态。

本文通过观察发病初期DTI所示的白质纤维束状况与神经功能缺失比较，与康复治疗3 m后神经功能恢复状况对比分析，寻找影响神经功能恢复的相关因素。研究显示两组患者入院时均有运动障碍，神经功能评分两组无差异，而3 m后无论常规治疗组或康复治疗组FMA评分均有明显提高，表明大脑有自我修复的可塑性。但康复组不同CST分型组的FMA评分高于治疗组，特别是CST-Ⅱ型、CST-Ⅲ型显著高于治疗组，说明早期康复治疗可最大程度上促进和利用大脑的可塑性[9]。运动训练可通过提高中枢神经系统内有利于功能恢复的各种细胞因子的表达，促进缺血性脑损伤的恢复[10]，促进神经功能的再生。

按CST分型，各型FMA有显著性差异，Ⅰ型好于Ⅱ型,Ⅱ型好于Ⅲ型，3 m后各组仍呈现这种差异，Ⅲ型仍是恢复最差的一组，通过DTI检查发现这部分患者恢复差与其梗死部位和皮质脊髓束损伤程度有关。Ⅲ型患者病变部位多在基底节靠内囊后肢，即皮质脊髓束(CST)通路上，皮质脊髓束受损重，白质纤维断裂，致神经功能恢复不佳。而CST-Ⅰ型、CST-Ⅱ型皮质脊髓束轻度水肿、受压、移位或少数断裂，经治疗水肿消退、移位改善，故临床预后较好。DTI对CST完整性的分析可以预见脑梗死的神经运动功能结果，DTI参数可作为脑梗死神经运动能结果的潜在标记[11]。

皮质脊髓束是椎体束最大的下行纤维束，此区域该区上下行神经纤维相对集中，微小的损害也可导致较重的神经功能受损，故对其运动功能恢复至关重要。Puig等[12]认为梗死灶的位置及CST受损程度与患者预后密切相关。Konish等[13]通过对累及豆状核纹状体动脉区的梗死研究也发现，半卵圆区或放射冠区的梗死恢复较好，而内囊区梗死恢复比较差。本研究发现在基底节靠内囊后肢的梗死患者中运动功能恢复多较差。对该部位梗死的患者要及时与之沟通、告知，取得患者及家属的理解，并鼓励患者积极、坚持长期康复训练，才能取得较好效果。

3 m后复查DTI显示FA值较入院时进一步下降，但FMA评分较入院时提高，表明由于脑梗死后神经细胞坏死、白质脱髓鞘、白质坏死，各向异性扩散由于组织结构缺失而下降。但各组不同CST型与FA值呈正相关，CST-Ⅰ型组FA值大于CST-Ⅱ型组FA值，CST-Ⅱ型组FA值大于CST-Ⅲ型组FA值，表明FA值与神经功能恢复有相关性。但由于我们病例数较少，观察时间不长，FA值与神经功能恢复的关系还不太明确，我们将对本组患者继续随访。

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Correlation study of diffusion tensor imaging between motor function and prognosis in the patients with acute cerebral infarction before and after rehabilitation treatment

ZENGJiao,CHENHongqun,LIUFang.

(TheFirstAffiliatedHospital,GuiyangMedicalCollege,Guiyang550004,China)

ObjectiveTo study the relationship among the type of corticospinal tract,FA value,motor function and clinical prognosis in the patients with acute cerebral infarction before and after rehabilitation treatment by diffusion tensor imaging (DTI) and nerve function score(FMA),and to discuss the related factors that can affect neurological recovery in cerebral infarction patients.Methods40 cases of acute cerebral infarction were divided into rehabilitation and treatment group randomly.Conventional magnetic resonance imaging (MRI) and DTI were acquired in the patients on a 3.0T MR imaging scanner in the first 3 days and 3 months.Their fractional anisotropy value of the infrared focus and the contralateral corresponding brain tissues were measured.The change of nerve function was measured by Fugl-Meyer motor assessment scale (FMA),in order to understand the related factors that can affect neurological recovery.ResultsThe FMA value scores of patients in two groups were significantly higher on admission (P<0.05),group CST Ⅱ in rehabilitation group improved significantly than treatment in patients with type Ⅲ group,P<0.05.Among the prognosis of corticospinal tract in three types,CST Ⅰ was the best and the CST Ⅲ was worst.All the patients admitted to hospital at the level of lesion showed that the value of FA in lesion were significantly lower than that in the region of opposite side(P<0.05),CST Ⅰ was the highest and the CST Ⅲ was lowest.The value of FA in lesion were significantly lower than in the region of opposite side after 3 months,and it dropped to each types of corticospinal tract admitted to hospital.ConclusionIt indicates rehabilitation training in the early contributed to movement functional recovery.Who damaged corticospinal tract and fracture white matter fiber motor function recovery poorly.But the outcome of rehabilitation training is better than the treatment group.FA value and neural function damage were positively correlated.

Diffusion tensor imaging；Cerebral infraction；Rehabilitation；Motor function

1003-2754(2016)04-0334-04

2015-12-13；

2016-03-29

(贵阳医学院附属医院神经内科，贵州 贵阳 550004；曾皎现在新乡医学院第二附属医院神经内科，河南 新乡 453002)

刘芳，E-mail：liufang_c@126.com

R743.3

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