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运动功能障碍是脑卒中后常见后遗症。特别是上肢手运动功能障碍会对患者的日常生活十分不利,会导致患者的生活质量严重下降。功能磁共振成像研究证实皮层下卒中病灶会导致远离病灶的大脑皮层可塑性变化,具体表现为皮层功能活动改变及功能重组。但目前对于皮层下脑卒中后运动功能行为损伤的严重程度与脑功能活动改变之间的联系尚不清楚。本研究拟基于resting-state fMRI的格兰杰因果分析(granger casualty analysis,GCA)和局部一致性(regional homogeneity,ReHo)两种分析方法观测脑卒中不同程度运动功能障碍患者的有效功能连接和自发神经功能活动变化,并进一步探究功能活动异常脑区与运动功能评分的相关性。课题研究内容包括两部分:(1)脑卒中运动功能障碍的初级运动皮层效应连接分析。13名轻度、13名重度运动功能障碍单侧皮层下脑卒中患者及13名性别、年龄完全匹配的健康志愿者筛选入组并进行静息态功能磁共振成像检查。采用Granger因果分析的方法,选择左侧初级运动皮层(primary motor cortex,M1)作为感兴趣区,计算与其他脑区之间的效应连接,并分析三组差异脑区效应连接值与临床上肢及手腕运动功能评分的相关性。结果发现,与健康对照组相比,重度运动功能障碍组的病灶侧M1到对侧感觉运动皮质(sensorimotor cortices,SMC)、同侧颞上回及视觉皮层的因果流信息显著减少,而与顶下小叶的效应连接显著增高;轻度运动功能障碍组则表现为与同侧非SMC(颞上回和枕中回)的连接显著下降,而与同侧额中回和顶下小叶异常增高。从另一方向观察,重度运动功能障碍组来自于双侧初级躯体感觉区(primary somatosensory cortex,S1)、对侧顶上小叶、视觉皮层及楔叶对病灶侧M1影响异常增高,而来自双侧前额叶的影响明显下降;轻度运动功能障碍组仅表现为来自病灶侧丘脑的影响减弱;两组病人子组比较,重度组相较轻度组来自于对侧中央后回和视觉皮层的效应连接明显增加,其中中央后回的效应连接值与上肢和“手+腕”FMA(Fugul-Meyer Assessment)评分显示很强的负相关(分别为r=-.727,r=-.759,P<.001);视觉皮层亦与上肢和“手+腕”FMA评分显示很强的负相关(分别为r=-.625,P=.001;r=-.644,P<.001)。本部分研究结果表明慢性脑卒中患者病灶侧M1的效应连接存在显著异常,并与其临床上肢运动功能的损伤程度有关。这些发现为我们进一步了解卒中后运动执行网络和高级额顶网络在大脑重塑过程中发挥的不同作用,并可为临床采用适合的康复干预治疗手段提供可靠的依据和指导。(2)脑卒中运动功能障碍的局部一致性研究。对上述同一批研究对象进行局部一致性fMRI分析,计算每组被试的全脑每个体素与周围体素之间的肯德尔和谐系数,运用双样本t检验统计分析组间的局部一致性差异脑区,并进一步与临床上肢及手腕运动功能评分作相关性分析。结果发现,与健康对照组比较,轻度组病灶侧皮层下的尾状核和丘脑的ReHo显著减小,辅助运动区及病灶对侧颞下回、梭状回及小脑的ReHo显著增高。重度组病灶侧的初级运动区、扣带前回、颞下回、脑岛、枕中回及丘脑的ReHo显著减小,病灶对侧额上回、颞下回及小脑的ReHo显著增高。病人子组比较,重度组病灶侧枕中回和病灶对侧颞上回的ReHo均显著低于轻度组,其中枕中回的ReHo值与上肢和“手+腕”FMA(Fugul-Meyer Assessment)评分显示正相关(分别为r=.647,r=.682,P<.001),颞上回的ReHo值亦与上肢和“手+腕”FMA评分显示正相关(分别为r=.646,r=.718,P<.001)。本研究结果表明单侧皮层下脑卒中运动功能障碍静息态神经功能活动异常与运动功能严重程度密切相关,主要涉及邻近病灶的皮层下组织和远离病灶的脑皮质。其中一些脑区的ReHo值与患者运动功能评分存在相关性,或许说明ReHo分析可以作为评估卒中患者运动功能障碍的一个重要参考指标。