中风偏瘫病人左侧额顶网络的静息态fMRI研究

宁艳哲，邹忆怀，李匡时，付彩红，韩 笑，任 毅，谭中建



中风偏瘫病人左侧额顶网络的静息态fMRI研究

宁艳哲1，邹忆怀1，李匡时2，付彩红1，韩 笑1，任 毅1，谭中建1

目的 应用静息态功能磁共振技术对中风偏瘫病人左侧额顶网络的特征性变化进行初步研究。方法 对15例左侧偏瘫病人及与之性别和年龄相匹配的15名健康受试者进行静息态功能磁共振成像，应用独立成分分析法提取额顶网络成分进行统计分析。结果 与健康受试者相比，中风偏瘫病人的左侧额顶网络中左岛叶、左中央前回、左额下回、左额中回、左中央后回等脑区的功能连接度均增强。结论 静息态下中风偏瘫病人的左侧额顶网络存在多个特定脑区功能连接度增强的特征性变化，这可能是左侧中风偏瘫病人对侧代偿的表现，这为从脑功能层面探讨脑功能重塑机制提供依据。

中风；偏瘫；静息态功能磁共振；额顶网络

中风病是致残率最高的疾病之一，严重影响病人的生活质量，给家庭和社会造成了巨大负担[1]。因此促进功能重建特别是运动功能的恢复是中风病康复的重点。随着功能磁共振(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技术的日渐成熟，目前已成为国内外学者探索脑功能重塑机制的有效手段。本研究以静息态fMRI为技术手段，为从脑功能网络层面，观察中风偏瘫后左侧额顶网络的变化特点，从脑功能层面探讨脑功能重塑机制提供数据支持。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究纳入2013年2月—2015 年9月在北京中医药大学东直门医院神经内科住院的脑梗死病人15 例，其中男9例，女6例，年龄(61.07±9.29)岁，均为右利手左侧偏瘫病人。同时纳入健康受试者15名，其中男9名，女6名，年龄(58.40±4.90)岁。两组年龄、性别构成差异无统计学意义(P>0.05)。诊断标准参照《各类脑血管疾病诊断要点》[2]。纳入标准：符合脑梗死的诊断标准；首次发病，病灶以右侧基底节和(或)放射冠为主；右利手；左侧偏瘫病人；发病3个月内，病情相对平稳；签署知情同意书。排除标准：合并心、肝、肾以及造血系统等严重原发性疾病者；精神病病人，易合并感染及出血者；不能理解和配合检查，或对核磁检查有禁忌证者。所有健康受试者均无器质性疾病。

1.2 试验设计 被纳入本研究的所有受试者均进行静息态、T1 结构像扫描：静息态扫描：受扫描者经休息完全平静后，连续扫描8 min 10 s 后静息状态扫描结束；高分辨T1 结构像扫描4 min 10 s。

1.3 数据采集 将纳入的所有受试者按照试验设计方案分别进行静息态、针刺态的功能磁共振扫描和T1 结构像扫描。所有磁共振成像均应用北京中医药大学东直门医院核磁室3.0T 西门子磁共振扫描仪完成。其中功能像的各项参数为：FOV225 mm×225 mm，matrix64×64，层厚3.5 mm，TR 2 000 ms，TE 30 ms，翻转角为90°。结构像的各项参数为：FOV250 mm×250 mm，matrix256×256，层厚1 mm，TR1 900 ms，TE2.52 ms，翻转角90°。

1.4 数据预处理 应用英国伦敦大学神经影像中心开发的SPM8 软件包和北京师范大学认知实验室研制的DPARSF2.3软件包对影像数据进行预处理，其过程包括去掉前10个时点，再进行层面时间校正，随之进行头动矫正，然后将采集的每个受试者图像标准脑模板，以体素3 mm×3 mm×3 mm 进行空间标化，平滑核取4×4 mm2，最后进行去线性漂移。

1.5 数据分析 使用GIFT 软件包对预处理后的数据进行独立成分分析，MDL预估成分数量，进行独立成分分析后的数据进行功率计算。保留频率在0.01 Hz～0.10 Hz的成分，使用GIFT 自带额顶网络模板及best-fit方法选取最终左侧额顶网络成分，提取每个被试者的左侧额顶网络成分。并将所得数据进行Fisher-Z转换，得到每个受试者的功能连接度图，最后将两组数据进行独立样本t检验，结果使用蒙特卡罗模拟迭代1 000次进行簇校正，限定簇大小为大于186个体素，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

与健康受试者相比，中风偏瘫病人的左侧额顶网络中左岛叶、左中央前回、左额下回、左额中回、左中央后回等脑区的功能连接度均增强，未出现功能连接度减弱的脑区。功能连接度增强的脑区详见表1和图1。

表1 中风偏瘫病人左侧额顶网络功能连接度增强的脑区

图1 中风偏瘫病人左侧额顶网络功能连接度增强的脑区

3 讨 论

2001年Raichle[3]发现大脑内有多个独立的、空间连贯的静息脑功能网络，左侧额顶网络是其中一个重要的静息态脑功能网络，对左侧额顶网络的深入研究可探讨疾病的生理病理机制。

额顶网络主要参与感觉的形成与传递，认知的处理及语言功能，其中左侧额顶网络与工作记忆、语言、运动功能等关系密切[4-5]。既往学者研究发现：偏头痛、肌萎缩侧索硬化等多种神经科疾病病人的额顶网络均存在特异性变化[6-7]。本研究结果表明：中风偏瘫病人在左岛叶、左额下回、左中央前回、左额中回、左中央后回等左侧额顶网络所包括的脑区功能连接度均表现出增强，未出现功能连接度减弱的脑区。其中中央前回与运动关系最为密切，相关研究表明中风偏瘫后对侧中央前回的初级运动皮层的功能连接度表现出代偿性的增强[8]。另外岛叶、中央后回等与认知、感觉等功能密切相关，Wang等[9]研究发现中风病人在运动功能受损后其认知等功能会代偿性的增强。因此本研究中左侧额顶网络内多个脑区功能连接度增强可能是对侧大脑半球代偿的结果。

近年来，国内外学者应用多模态的fMRI技术对中风偏瘫后脑灰质结构、静息态脑网络、白质纤维进行了研究。朗奕等[10]采用基于体素形态学方法发现中风偏瘫病人的脑灰质结构存在广泛损伤，且随病程延长灰质体积可逐渐减少。Zhang等[11]发现中风偏瘫病人的大脑默认模式网络内多个脑区功能连接度减弱。对运动功能完全恢复中风病人的动态fMRI研究表明，随着运动功能的恢复，两侧初级运动皮层功能连接度先减少再增加，最终恢复到同健康人相近的水平[12-13]。此外，对皮层下脑梗死病人的磁共振研究发现：当锥体束受损时，经胼胝体白质纤维完整性亦受到破坏[14-15]。本研究结果显示：中风偏瘫病人左侧额顶网络特定脑区的功能连接度增强，从脑功能异常变化的角度对中风偏瘫后脑功能重塑机制进行分析，是对上述研究的补充和完善。

本研究仅对恢复期缺血性中风病人的左额顶网络进行初步探讨，存在着诸多不足，为更深入的研究偏瘫病人左额顶网络的特征性变化，下一步应当开展大样本量观察，深入探讨不同病程、运动功能缺损程度等因素对额顶网络的特征性影响。并对病人临床量表评分与额顶网络变化的相关性进行分析，从而对中风偏瘫病人的左额顶网络进行全面把握。研究中风偏瘫病人左额顶网络的特征性改变具有重要的临床意义，它不仅能应用于中风脑功能重塑机制的探讨，还有望成为中风临床干预研究的客观生物学指标之一。

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[10] 郎奕，崔方圆，李匡时，等.头针对脑梗死后脑灰质损伤干预作用的影像学研究[J].中国中西医结合杂志，2016，36(3)：294-299.

[11] Zhang Y，Li KS，Ren Y，et al.Acupuncture modulates the functional connectivity of the default mode network in stroke patients[J].Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine，2014，2014：e765413.

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(本文编辑郭怀印)

Resting-state fMRI Research on Left Frontoparietal Network in Stroke Patients with Hemiplegia

Ning Yanzhe，Zou Yihuai，Li Kuangshi，Fu Caihong，Han Xiao，Ren Yi，Tan Zhongjian

Dongzhimen Hospital affiliated to Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100700，China Corresponding Author：Tan Zhongjian

Objective To study the change of left frontoparietal network (LFPN) in stroke patients with hemiplegia.Methods Fifteen stroke patients with hemiplegia were recruited to undergo resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI) scanning.Another 15 matched healthy subjects underwent same scanning for comparison.We analyzed the functional connectivity (FC) of the LFPN between stroke patients and healthy subjects by using the independent component analysis.Results Compared with healthy subjects，the stroke patients showed significantly increased FC in the LFPN.Conclusion The enhanced FC of the LFPN provided further evidence for the compensatory role played by the contralesional hemisphere during motor function recovery.

stroke；hemiplegia resting-state functional magnetic resonance imaging；left frontoparietal network

国家自然科学基金资助项目(No.81473667，81072773)；北京中医药大学校级课题(No.2015-JYB-JSMS082)

1.北京中医药大学东直门医院(北京 100700)；2.北京鼓楼中医医院

谭中建，E-mail：tzj_1120@163.com

R743 R255.2

A

10.3969/j.issn.1672-1349.2016.19.004

1672-1349(2016)19-2219-03

2016-03-22)

引用信息：宁艳哲，邹忆怀，李匡时，等.中风偏瘫病人左侧额顶网络的静息态fMRI研究[J].中西医结合心脑血管病杂志，2016，14(19)：2219-2221.