腦卒中后運動性失語的功能磁共振成像研究

李 科，金 真，張 磊，曾亞偉，張小峰，吳 樵

（中國人民解放軍第306醫院，北京 100101）

失語癥（Aphasia）是由于中樞神經系統損傷導致抽象信號思維障礙而喪失口語、文字表達和領悟能力的臨床癥候群。腦卒中后失語高達21%～38%，其中運動性失語是最常見的類型之一，此類型失語患者的理解力相對較好，遠期的語言功能恢復也大多良好，可作為功能磁共振成像了解失語后腦內語言加工模式和語言功能恢復機制的良好對象[1-2]。本文應用BOLD fMRI方法對6例腦卒中后運動性失語患者在語言功能恢復前后的腦激活情況進行了比較分析，以期進一步了解失語后語言功能恢復的機制，并為失語后早期康復治療提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 設計

非隨機自身對照研究。

1.2 單位

解放軍第306醫院磁共振室。

1.3 對象

2008年1月—2010年6月解放軍第306醫院住院治療的急性腦卒中合并運動性失語患者6例，男4例，女2例；年齡43～68歲，平均56.8歲，均為右利手。6例患者經頭顱MRI檢查均診斷為左側大腦半球急性梗塞，其中1例合并腦出血。采用西方失語癥成套測驗（WAB）對患者運動性失語進行判定。所有檢查者均簽署知情同意書。

1.4 實驗方法

實驗時間：第1次功能成像均在患者發病后2周內完成；患者統一由神經科醫師指導進行康復訓練，語言功能完全或部分恢復后行第2次功能成像，時間在6～18月內。

刺激任務模式：實驗任務為圖片命名，采用組塊設計，分靜息狀態期和任務狀態期兩個過程，30 s靜息狀態后跟隨15 s任務狀態，共重復8次。刺激任務呈現通過In vivo臨床腦功能成像系統（In vivo Corporation,FL USA）實現，患者通過鑲嵌于頭線圈之上的反射熒光屏系統獲得fMRI指令及任務，任務由基于E-Prime 1.2軟件（Psychology software tools,Pittsburgh USA）平臺的IFIS Session Manger（MRI Devices,Waukesha,WI USA）程序進行編程產生，IFIS任務啟動由fMRI掃描射頻脈沖同步觸發。圖片命名任務要求患者以默讀方式命名屏幕所呈現每幅圖片，任務狀態圖片為物品、動物或靜態人物的彩色照片，圖片庫中共38幅。任務狀態時間段內圖片以假隨機方式顯示5幅，靜息狀態為2幅常見物品圖片（電源插座及勺子）的交替顯示。

數據采集：磁共振功能成像數據采集于3T全身掃描儀（Magnetom Trio,Siemens,Erlangen,Germany）完成，采用12通道相控陣頭線圈。每一患者均采集高分辨解剖成像（MPRAGE序列，TI 900 ms，TR 2300 ms，FOV 256×256×160，1 mm 等體素采集）。功能成像采用梯度 EPI掃描（TR 3 000 ms，TE 30 ms， 反轉角 90°，FOV 210×210，3 mm 等體素采集，120次激勵，掃描時間為360 s，并實時進行數據重建時頭動及旋轉扭曲矯正[3]。

數據后處理：數據處理應用SPM5（Wellcome Dept.of Cognitive Neurology,London）免費程序，步驟包括標準化、空間平滑，其中數據平滑半高全寬值采用8 mm。每例患者個體數據分析均采用總體線性模型（General linear model,GLM）以產生激活數據，未進行組分析。將產生的激活數據提取，激活區坐標應用免費軟件 Talairach Client（www.talairach.org,UTHSCSA USA開發）轉換為Talairach坐標并依據坐標系統查詢出各激活區的Brodmann（BA）腦區。

主要觀察指標：對所有患者在發病后與康復后語言任務狀態下的腦內激活區域、大小、強度進行分析與比較。

設計、實施、評估：實驗設計為第一作者，實施為第四、五、六作者，評估為第一、二、三作者。

2 結果

2.1 fMRI任務完成情況

所有6例患者均可按照要求完成fMRI檢查。刺激序列與實時頭動矯正值之間未發現有明顯關系，即患者頭動與刺激任務無明顯關聯。

2.2 語言任務激活分析

6例患者共行12次語言任務掃描，將所有患者發病后與康復后進行圖片命名任務的激活腦區及范圍、強度進行歸類統計（表1）。所有患者在發病后雙側視覺皮層區（BA18/19）均可出現激活，但左側大腦半球 Broca’s區（BA44/45）、Wernicke’s區（BA22/39/40）、運動前區（Premotor area,PMA,BA6）、輔助運動區（Supplementary motor area,SMA,BA6）及語言-運動前區（Language-PMA,BA9）等語言相關腦區僅部分出現激活，其中3例患者右側大腦半球Broca’s鏡像區出現激活?？祻秃笏谢颊咦髠却竽X半球Broca’s區均出現激活，而右側Broca’s鏡像區激活減弱，左側大腦半球其它語言相關腦區激活也明顯增多，各激活區強度及范圍均較前增加（圖1）。

表1 患者一般資料及fMRI激活區域、范圍及強度

3 討論

失語癥作為一種獲得性語言障礙，是腦卒中后的一個常見癥狀，會使患者與外界交流困難，嚴重影響其日常生活質量。目前臨床上尚無治療失語特別有效的藥物，對失語的治療，主要著眼于早期的病因治療和恢復期的語言功能康復訓練，多數病人的語言功能在康復訓練后的一段時間內會有不同程度的恢復[4]。目前對于卒中后失語患者的康復機制、腦功能激活區的變化和語言功能恢復的關系仍不完全明了。而且由于病人的病變部位、大小、病變的嚴重程度、發病后的成像時間、采用的語言任務、實驗設計方案等諸多因素的影響，對失語后語言功能恢復機制的研究結果并不統一。特別是對優勢半球與非優勢半球語言相關腦區在語言恢復過程中的作用，國內外研究結論差異較大。目前多數研究認為左側半球病灶周圍殘存區域在語言功能恢復過程中起著更重要的作用[5-6]。對于右側大腦半球的作用有研究認為，卒中后失語早期出現的右側半球激活是由于左側語言區受損導致胼胝體去抑制所致，并非真正的代償作用[7]。但也有研究顯示右側半球尤其右側語言鏡像區的激活強度與語言功能恢復程度有關，是一種有效的代償機制[8]。

本組研究結果顯示，患者在發病后左側大腦半球Broca’s區等語言相關腦區僅部分出現激活，其中3例患者右側大腦半球Broca’s鏡像區出現激活，而在康復后所有患者左側大腦半球語言相關腦區均出現激活，激活強度及范圍均較發病后有所增加，但右側Broca’s鏡像區激活均減弱。研究結果可反映雙側大腦半球均參與腦語言功能的恢復過程，且提示非優勢半球的代償可能在近期恢復中起主要作用，而優勢半球未受累語言區的功能重組可能在遠期恢復中發揮作用。這一結論與Fernandez等[9]對1例累及左Wernicke’s區、島葉和緣上回的中風后失語患者的fMRI研究基本一致。

以往多數有關卒中后失語的fMRI研究是都是在卒中失語發生后的某個特定階段進行的[10]，所獲得的腦區激活僅能反映某一特定階段的語言功能狀態。目前認為縱向研究，即在語言功能恢復過程中的不同時間點觀察大腦功能激活區的動態變化過程，能更加客觀地反映腦部激活區域與患者語言功能恢復狀況的相關性[11]。本研究中選取失語發病后以及康復后兩個不同的階段進行自身對照研究，也契合這一趨勢，結果能動態顯示語言功能恢復過程的變化，從而更好地闡明了語言恢復的神經機制。

本研究中所采用基于血氧水平依賴（BOLD）效應的fMRI技術日趨成熟，其研究領域目前已遍及人腦的各種功能活動和各個功能區，它解決了以往采用Wada實驗、損毀病例或神經電生理、PET等技術進行語言學研究時，存在有侵入性、有創傷及精度差等諸多問題[12]，已成為研究語言功能的首選方法。本研究采用的圖片命名任務是一種運動性語言任務。常被用來評價運動性語言功能，而且該方法可重復性強，可以避免部分患者因文化程度較低而無法實施的缺陷。Schnur等對一組失語癥患者和一組正常人進行命名性任務的fMRI比較研究，發現Broca’s區在詞語生成過程中有處理詞語選擇競爭的重要作用[13]。雖然圖片命名可能對語義加工區激活弱于詞匯聯想等任務，但它一直是語言區定位、失語癥評估常用的一種測試手段[14]。本組中所有患者均順利完成實驗任務，同時因為該任務為視覺呈現任務，在結果中所有患者枕葉視皮層均出現激活，其激活范圍與強度也與患者語言功能恢復相關，也證明視覺皮層在一定程度上參與了語言功能恢復的過程。

由于本研究是對失語后語言功能恢復的初步研究，選取樣本數量有限，而且個體間病變位置、程度等存在差異，無法對結果進行組分析。此外，本研究中選取語言功能恢復過程中的時間點仍顯較少，且對語言功能恢復的程度未進行定量評價。這些問題都有待于今后進一步深入的研究。

總之，fMRI技術能顯示腦卒中后失語癥患者在不同時段腦激活區的變化，并反映大腦語言功能區塑形和重組的情況，為了解失語后語言功能恢復的神經機制以及療效評估開辟了一條新途徑。

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