卒中后失语的影像学评估研究进展

徐璐瑶，陈晓迪，梁志刚

卒中后失语（post-stroke aphasia，PSA）是由脑血管病变引起大脑语言皮质损害或与语言相关的脑网络功能障碍所致的一种获得性语言障碍[1]，发生率为21%～38%[2]，多因优势半球外侧裂周围脑区梗死或出血所致，其中尤以左侧大脑中动脉支配区域梗死导致的失语最多见。PSA严重影响患者的认知和沟通能力，降低患者的社会参与度及生活质量，因而会严重影响治疗效果[3]。本文就目前临床中应用功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）对PSA的发病机制及恢复机制进行的研究进行综述。

1 失语症的发病机制

传统失语症的发病机制有定位学说和反定位学说。“定位学说”即Wernicke-Geschwind语言模式学说[4]，即语言的理解与表达与脑皮质特定部位相关。很多文献提出，不同语言功能区的病变导致语言障碍的形式及程度不一[5]，如左额下回后部病变可致表达性失语（Broca aphasia），左颞上回后部病变可致感觉性失语（Wernicke aphasia）等。但定位学说无法解释皮质下的白质结构等所致的失语。因此，“反定位学说”被提出，其认为语言功能障碍并不仅因特定语言功能脑区病变所致，而是涉及整个大脑神经网络功能障碍[6]，许多研究者对PSA患者行fMRI也发现，患者在语言恢复过程中可见脑网络功能连接（functional connectivity，FC）的改变、部分脑区功能重组及神经可塑性增强[7-8]，这或许更符合语言活动是由大脑的神经网络调控。PSA的发病机制则是由于脑血管病变引起大脑语言功能区受损或功能区间甚至左右大脑半球FC异常，导致语言障碍[9-10]。

2 卒中后失语的影像学评估

传统的结构影像学，如头颅CT、MRI可用来评估梗死的病变部位及大小，CTP、MRP可提供脑血流灌注情况，但结构影像学仅能评估脑语言功能区是否发生梗死及血流灌注情况，无法观测卒中后语言网络的动态变化情况。而fMRI可对PSA发生前后及治疗前后语言功能脑区、脑区间FC以及大脑神经网络的变化进行动态监测，这有助于更好地探索PSA的发病机制、病变发展及恢复机制[11-12]。

2.1 功能磁共振成像 基于血氧水平依赖的fMRI（blood oxygen level dependent fMRI，BOLD-fMRI）具有较高的时空分辨率，可以更好地反映脑局部和神经网络的变化，且可动态观测语言功能网络，是近年神经网络研究的热点，包括任务态fMRI和静息态fMRI（restingstate fMRI，rs-fMRI）两种模式。

2.1.1 任务态功能磁共振成像 任务态fMRI是指在实施过程中，患者需执行特定任务，从而诱发大脑形成任务状态下的神经元活动，以获得大脑神经元活动信号差异的激活图，从而揭示特定任务状态下的大脑活动规律[4]。何雅娜等[13]对10例脑梗死后运动性失语患者进行词语联想任务，fMRI发现左侧Broca区无明显激活，而其周围区域及右侧Broca镜像区激活明显增加，提示左侧Broca区受损后语言功能的恢复可能是通过病灶周围区域功能重组及右侧Broca镜像区代偿来实现的，但二者是否同时促进语言功能恢复以及右侧Broca镜像区的激活是否为有效激活仍需进一步研究。由于卒中后患者常伴运动及认知障碍等，难以完成事先设计好的试验任务，而试验任务完成与否、难易程度等均会影响试验结果，导致结论不尽相同[14]，因此，近年来，越来越多的研究集中于rs-fMRI。

2.1.2 静息态功能磁共振成像 rs-fMRI无需完成任何语言任务，患者只需保持闭眼清醒的状态，平躺在扫描仪里，约6 min即可完成相应的扫描，患者的配合程度高，操作简便，尤其适合卒中后患者的临床研究。目前，rs-fMRI已在神经变性病及精神疾病等领域进行了大量研究[12，15-17]。近年来，一些学者将其应用于PSA。语言的形成依赖于皮质及皮质下结构等多个脑区组成的语言功能网络[18]，当这些脑区发生梗死时就会引起自发活动的异常以及脑网络FC的异常，从而导致PSA。当前，对于PSA后的恢复机制研究不明，Crinion等[19]进行的研究提出，PSA的恢复机制主要与梗死区的血流再灌注、相关脑区功能重组及神经再塑有关。普遍认为在早期语言功能恢复中，实现梗死区血流再灌注的时间越早，恢复越好。而晚期语言功能的恢复则通过左侧半球残存语言网络的重组以及对侧皮质区的募集和代偿来实现[20-22]。

有关PSA的非急性期语言功能恢复机制主要有以下两种：一是“半球间抑制理论”，语言优势半球位于左侧大脑半球，当左侧半球语言功能区受损后，其通过胼胝体对右侧半球相关脑区的抑制减弱甚至消失，此时，右侧半球相关脑区激活增加，反而抑制左侧半球的激活，使得左侧半球病灶周围区域的功能重组受到抑制，从而影响语言功能的恢复[23]，因此使用的重复经颅磁刺激（repeated transcranial magnetic stimulation，rTMS）就是通过给予患侧半球相关脑区高频刺激增强其病灶周围区域功能重组或低频刺激抑制健侧大脑激活来促进语言功能恢复的。二是“双峰平衡恢复模型”理论[24]，该理论引入了结构储备这一新参数，即左侧大脑半球受损后残存的语言功能脑区的体积，其认为大脑半球间平衡和功能恢复与脑损伤后残存的语言功能脑区的体积相关。残存的语言功能脑区体积大，则由病灶周围区域的功能重组来恢复，残存的语言功能脑区的体积小，则由对侧半球镜像区域语言功能网络的代偿来恢复。Shah等[25]研究发现PSA患者的语言功能恢复与病灶大小有关，病灶范围小则可通过病灶周围区域的功能重组恢复，而病灶范围大则由对侧半球镜像区语言功能网络的代偿来恢复，这与“双峰平衡恢复模型”理论相符。

目前，很多研究者从大脑神经网络的FC方面来研究PSA。Guo等[26]应用功能连接密度（functional connectivity density，FCD）分析法，将17例PSA患者的长程和短程FC与健康人做对比发现，PSA组中右侧颞内侧回的长程FCD增加；右侧颞回、额下回、丘脑、岛叶和颞内侧回的短程FCD增加；左侧颞上回、梭形回和颞内侧回的长程FCD降低；左侧额回、尾状回、丘脑、梭形回和颞内侧回的短程FCD降低。该研究结果提示PSA后右侧大脑半球的可能代偿作用。Xu等[27]利用rs-fMRI研究卒中后完全失语患者大脑的FC特性，将11例亚急性完全失语患者以及年龄、性别和教育水平相匹配的11例健康者纳入该研究，结果显示PSA组的大脑感觉运动网络、语言网络、突显网络同源脑区之间的FC降低；在全脑FC的分析中，PSA组的大脑半球间和半球内的连通性降低，尤其体现在双侧颞叶之间以及左侧半球的颞下后回和角回之间；还发现语言网络和小脑网络之间表现出比健康组更强的联系，这可能表明代偿。Zhang等[15]利用fMRI来研究20例亚急性失语以及20例健康者的脑静息态网络，发现PSA组大脑突显网络内的FC显著增加；左额顶神经网络和突显网络之间的FC显著增强；左额顶神经网络和右额顶神经网络之间的FC显著降低；左额顶神经网络和后默认模式网络之间的FC显著降低，并提出左额顶神经网络和右额顶神经网络之间的FC减少是语言障碍的关键因素。rs-fMRI通过测量静息网络FC的差异，可以将失语患者与健康者区分开[28-29]，还可预测失语的严重程度，动态观测整个大脑FC的变化以及语言的恢复情况[11，30-31]，这将有助于为今后准确选择治疗靶点、促进语言功能的更好恢复提供重要依据。

2.2 弥散张量成像 弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是唯一可在活体内进行脑白质结构成像以及3D可视化白质纤维神经通路的MRI新技术[32]。近年来，许多学者将DTI技术应用于PSA，发现语言功能区及其纤维环路遭到破坏均可导致失语。Marin等[33]对皮质下卒中患者的尸检研究发现，脑缺血性损伤后白质的改变主要表现为脱髓鞘和结构破坏。Yao等[34]应用DTI研究10例慢性PSA患者非语言认知障碍相关的脑白质微结构变化发现，与健康人相比，患者组可见双侧额枕下束、下纵束、左上纵束各向异性分数较高，平均扩散率及径向扩散率较低，这表明PSA后白质微结构受损；还发现右钩束的平均扩散率和径向扩散率与空间知觉及运动执行得分呈负相关，而左钩束的各向异性分数与定向得分呈负相关。目前很多学者提出PSA后白质纤维也会发生不同程度的破坏，因此推测白质纤维参与大脑语言功能区的联系与连接，但不同白质纤维的具体作用仍未明确，仍需进一步研究。

2.3 磁共振波谱 磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）是一种无创性检测脑组织能量及生化代谢改变的影像学技术，除了对了解各种疾病的生化代谢改变意义重大外，在疾病的病理生理变化、临床诊断、判断预后和治疗效果方面也有很大作用[35-36]。Zhang等[37]应用MRS结合MRP检测33例经西方失语成套测验（western aphasia battery，WAB）诊断为表达性失语或感觉性失语患者的脑语言功能区的代谢情况及血流灌注，发现病灶侧N-乙酰天门冬氨酸、胆碱、肌酸含量均较其对侧镜像区降低，提示病灶侧与对侧镜像区相比存在低代谢。头颅PWI示病灶侧与其对侧镜像区相比存在低灌注。这提示若能尽早恢复语言功能区的血流灌注、改善病灶区的代谢，患者的语言功能将得到改善。

综上所述，目前的临床研究、结构和功能影像学研究、神经生理学研究等使临床对PSA的发病机制、病变发展及恢复机制有了更深入的了解，这些将有助于制订更合理的治疗方案。未来需要更大样本以及更完善的研究设计来探讨PSA早、晚不同时期的大脑神经网络变化情况，从而尽早给予干预治疗以促进语言功能的恢复。

【点睛】功能影像学可用于探讨卒中后失语的发病机制、病变发展及恢复机制，有助于寻求更佳治疗方案。