脑卒中后吞咽障碍患者下丘脑功能连接和全脑各向异性的磁共振成像研究

林志诚，游咏梅，王君，魏伟，夏敏，薛偕华,2

1.福建中医药大学附属康复医院，福建福州市 350003；2.福建省康复技术重点实验室，福建福州市350003

脑卒中后吞咽障碍发病率高，易并发吸入性肺炎、营养不良等，影响康复进程[1‑2]。吞咽活动受不同层面中枢及周围神经调控[3]。脑的结构和功能改变是卒中后吞咽障碍的病理机制[4‑5]；而由吞咽障碍导致的食欲下降、进食畏怯、情绪焦虑等进一步影响吞咽障碍的康复[6]。下丘脑参与吞咽活动的神经调控，同时是摄食中枢，参与吞咽相关的内分泌调节[7‑8]。本研究采用静息态功能磁共振成像(resting‑state functional nu‑clear magnetic resonance,rs‑fMRI)和弥散张量成像(dif‑fusion tensor imaging,DTI)，从下丘脑功能网络和全脑白质结构完整性的角度，探讨卒中后吞咽障碍患者的脑机制。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2018 年12 月至2019 年12 月，选择福建中医药大学附属康复医院脑卒中后吞咽功能障碍患者14例为患者组，符合1995 年中华医学会第4 次全国脑血管病学术会议修订的“各类脑血管疾病诊断要点”，并经CT或MRI证实为脑梗死或脑出血，同时具备以下吞咽障碍临床表现：存在吞咽全过程的呛咳、咀嚼或发音困难；舌肌、咬肌、咽喉肌或软腭运动障碍；咽反射存在、减弱或消失，软腭反射减弱或消失。社区招募年龄、性别、优势半球匹配的健康受试者15 例为对照组。

本研究经福建中医药大学附属康复医院伦理委员会审核批准(No.2017KY‑005‑01)，受试者或其监护人签署知情同意书。

纳入标准：①年龄40～80 岁；②洼田饮水试验≥Ⅲ级，首次存在吞咽障碍；③意识清楚，能配合。

排除标准：①严重心肺功能不全、精神失常或智力低下，无法配合检查；②并发影响吞咽功能的其他疾病；③体内有金属残留等无法行扫描或影响图像质量。

1.2 实验方法

采用Prisma 3.0 T 磁共振成像仪(德国西门子公司)，数据分 析软件包括MatLabR2013b、DPA‑BI_V4.1、MRIcron、FMRIB Software Library (FSL)、SPM12等。

T1像扫描参数：重复时间2200 ms，回波时间2.48 ms，间隔900 ms，分辨率256×256，层厚1 mm，层数176，视野250×250 mm。

EPI序列扫描参数：重复时间2000 ms，回波时间30 ms，视野224×224 mm，分辨率64×64，层厚3.5 mm，间隔0.7 mm，层数36。

DTI 扫描参数：重复时间69 ms，回波时间5000 ms，视野224×224 mm，图像大小128×128，层厚3.5 mm，间隔0.7 mm，层数35，弥散敏感梯度方向32，b0=1000 s/mm2。

1.3 数据处理

1.3.1 rs‑fMRI

去除扫描前10个时间点信号不稳定的数据；时间校正；头动校正；把结构像转入功能像空间，并获得功能像转换到标准空间的矩阵；空间标准化，使数据图像配准入MNI标准空间模板；平滑，滤波。

选取双侧下丘脑为种子点，MNI 坐标左(-4,-1,-13)，右(5,-1,-13)[9]，构建2 个半径为3 mm 的球形区，计算种子点与其他脑区各体素间的功能连接值。采用Fisher转换把功能连接值转换为Z值。

1.3.2 DTI

所有数据进行涡流校正；颅骨剥离得到脑内组织掩模图像，计算所有各向异性分数(fraction anisotro‑py,FA)图；将FA 图空间标准化，配准到MNI 模板空间；采用半高宽8 mm 平滑核对配准后的FA 图像进行高斯平滑。

这段话中，作者借助律师之口有意突出了男孩的个人历险与古老的史诗之间的联系；并且强调这部个人史诗应该用一种“更有力度的语言”，事实上是帝国的语言——拉丁语——讲出来，明显表现了一种帝国的怀旧情结和强烈的叙事冲动。

1.4 吞咽功能评定

采用选择进食评估工具‑10 (Eating Assessment Tool‑10,EAT‑10)进行吞咽功能评定，该量表评价脑卒中后吞咽障碍有较好敏感性[10]，同时涉及由吞咽功能障碍导致的食欲、体质量变化。量表总分40分，评分越高，吞咽障碍越严重。

1.5 统计学分析

采用SPSS 20.0 统计软件处理数据。计量资料以()表示，组间比较采用独立样本t检验。

rs‑fMRI 数据使用SPM12 软件进行统计学分析。独立样本t检验比较患者组与对照组功能连接度的差异，P＜0.005，体素＞20 为有显著性差异。存在显著性差异的功能连接与EAT‑10评分行Person相关分析。

DTI数据使用SPM 12软件进行统计学分析。基于广义线性模型，对高斯平滑处理后的数据进行逐像素统计分析，P＜0.005，clusters ＞30为有显著性差异。

2 结果

患者组14 例完成rs‑fMRI 和DTI 扫描；对照组15例完成rs‑fMRI扫描，14例完成DTI扫描。

2.1 rs‑fMRI

与对照组相比，患者组左侧下丘脑与左侧中央前回、左侧中央后回、左侧边缘叶、左侧顶叶、左侧枕叶功能连接减弱，与左侧丘脑、左侧中脑、右侧枕叶功能连接增加；右侧下丘脑与右侧中央前回、双侧边缘叶、双侧颞上回、右侧顶叶功能连接减少；与双侧顶叶、双侧枕叶功能连接增加。见表1、表2、图1。

表1 两组间与左侧下丘脑功能连接有变化的脑区

表2 两组间与右侧下丘脑功能连接有变化的脑区

图1 两组间与下丘脑功能连接有变化的脑区

EAT‑10 评分与左侧下丘脑和左侧中央前回(r=-0.595,P=0.025)、左侧中央后回功能连接(r=-0.934，P＜0.001)呈负相关性；与左侧下丘脑和左侧顶叶(r=0.583,P=0.028)、右侧下丘脑和左侧枕叶功能连接(r=0.630,P=0.016)呈正相关。

2.2 DTI

患者组FA 降低的脑区为双侧中央前回、双侧中央后回、双侧顶叶、双侧枕叶、双侧额叶、双侧尾状核、双侧丘脑、右侧颞上回、右侧延髓、右侧桥脑和左侧小脑后叶，FA 升高的脑区为双侧小脑前叶和右侧扣带回。见表3、表4、图2。

图2 两组间FA有变化的脑区

表3 患者组FA减低的脑区

表4 患者组FA增加的脑区

3 讨论

吞咽活动是一种由视、听、嗅、味觉等同时参与的复杂的感觉运动过程，涉及大脑皮质、皮质下等不同区域[11‑12]。脑卒中患者常出现吞咽障碍[13]，脑结构和功能的改变是其病理基础。

下丘脑是参与吞咽活动的重要脑区，与其他中枢结构有着发达且复杂的神经连接。吞咽时，大脑半球激活下行纤维，通过内囊和下丘脑到达延髓吞咽中枢，产生吞咽和口腔咀嚼运动。下丘脑又是摄食中枢，参与食欲、内分泌调控[14]。当食物进入口腔后，嗅、视觉与食欲反应相结合，激活脑干吞咽中枢[15]。脑卒中伴吞咽困难患者早期可产生胰岛素抵抗，营养不良[16]；改善吞咽功能可改善脑卒中患者的营养状态，加速康复[17]。

吞咽活动的神经调控包括皮质吞咽中枢、皮质下结构和脑干吞咽中枢。皮质吞咽中枢主要参与吞咽的启动和口咽阶段的控制，涉及感觉运动皮质，扣带回，额、颞、岛、顶、枕叶等[18‑19]，以感觉运动皮质最为重要。中央前回为皮质运动中枢，中央后回为皮质感觉中枢，对吞咽活动涉及的肌肉控制和感觉反馈起重要作用。吞咽活动时，运动和感觉皮质一致激活[20]。本研究显示，卒中后吞咽障碍患者的下丘脑与中央前、后回功能连接减弱，其程度与吞咽障碍严重程度相关，反映了运动、感觉皮质在吞咽功能活动中的重要性。

吞咽准备期和口腔期需注意力集中。注意力障碍患者易受干扰影响摄食[21]。顶叶参与注意力网络组成[22]，与感觉信息的空间定位有关。顶叶等脑区在注意力对感觉信息引发的神经活动调节中起重要作用[23]。枕叶是视皮质中枢，与吞咽活动相关的视觉刺激结合听觉、视听刺激，引起吞咽活动相关脑区激活[24]。卒中后吞咽障碍患者枕叶低频振幅增加，是适应性代偿的表现[25]。本研究显示，卒中后吞咽障碍患者下丘脑与顶叶、枕叶功能连接的增加与吞咽障碍严重程度相关，提示卒中后吞咽障碍患者可能需要更多的注意和视觉代偿，以保证吞咽活动完成。

皮质下结构是吞咽皮质信息下传通路。皮质下结构损害导致上、下行纤维破坏，造成口传递时间减慢，吞咽始发延迟，咽吞咽神经肌肉时序受损[26]；皮质下结构也参与吞咽认知行为，如反应抑制、运动执行[11]。丘脑腹后外侧是面部和口腔的感觉区，丘脑梗死可导致严重的咽期和口腔期吞咽障碍[27]。吞咽任务可激活丘脑[28]。基底节区与大脑吞咽皮质、丘脑和脑干存在联系环路，参与计划自主运动；基底节区损伤可致咽期传递时间延迟[29]。

脑干是吞咽低级中枢。中脑是皮质脑干束的走行部分，延髓背侧区与腹外侧区构成脑干吞咽中枢模式发生器[30]。桥脑调节咽部肌群肌张力，桥脑卒中常致咽部肌群张力异常，造成咽期吞咽延迟、痉挛性咽壁瘫痪等[15]。小脑蚓部能触发吞咽[31]。小脑后叶保证吞咽动作和过程协调、流畅，而小脑红核刺激可引起吞咽反射，提示红核参与控制吞咽[32]。

本研究显示，卒中后吞咽障碍患者吞咽皮质、皮质下结构和脑干吞咽中枢存在广泛的白质完整性受损。

总之，本研究探讨卒中后吞咽功能障碍的脑功能网络和白质结构的改变。但样本量偏少，缺乏亚组分析。下阶段应加大样本量，并进行亚组分析，进一步阐明卒中后吞咽障碍患者的影像学变化机制。

利益冲突声明：所有作者声明不存在利益冲突。