大腦腳非對稱性比例與非優勢半球出血性鏡像卒中后語言、運動及日常生活能力變化的相關性研究

杜秀玉，翟曉東，劉志，楊靜，任惠敏，陳靜，胡鴻鵬，戈蕾，楊金水

一般與語言功能特化相關的大腦半球被稱為優勢半球。優勢半球卒中不僅會引起語言功能障礙，還會出現對側肢體運動能力下降并影響到日常生活能力[1]。既往研究顯示非優勢側半球在優勢側半球卒中后運動及語言功能恢復中起到一定的代償作用[2-3]，但目前尚無明確的直接臨床證據。單側卒中后卒中側大腦腳萎縮比較常見，是引起雙側大腦腳非對稱性的直接原因，且大腦腳萎縮程度與同側卒中程度呈正相關[4]。研究顯示大腦腳非對稱性比例（asymmetry rate of cerebral peduncle，ARCP）既可用于評定一側半球卒中程度，又可用于研究其與一側半球病變后健側半球的運動功能儲備能力的相關性[3]。優勢半球卒中后運動功能與語言功能的恢復具有協同性[5]，二者會影響患者的日常生活能力。本研究回顧性分析16例非優勢半球出血性鏡像卒中（hemorrhagic mirror stroke of nondominant hemisphere，HMSNH）患者的臨床資料，分析其發病前后語言功能、肢體運動功能、日常生活能力的變化特點，探索其上述功能改變與大腦腳非對稱性的相關性。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性連續收集2017年9月-2020年6月河北北方學院附屬第一醫院卒中中心收治的卒中患者的臨床資料。入組標準：①年齡18～80歲；②首次卒中為優勢半球基底節區或丘腦卒中，二次卒中為非優勢半球鏡像卒中，兩次卒中時間間隔＞1年；③兩次卒中均為出血性卒中，診斷符合《高血壓性腦出血中國多學科診治指南》中的診斷標準[6]；④首次卒中后伴有不同程度的語言功能和對側肢體功能障礙[失語商（aphasia quotient，AQ）＜93.8分、Fugl-Meyer運動功能評估量表（Fugl-Meyer assessment scale，FMA）評分＜100分]；⑤神志清楚，生命體征平穩；⑥定期隨訪的語言功能、肢體運動功能、日常生活能力的評估資料齊全，影像資料齊全。排除標準：①合并卒中以外的其他顱內病變；②接受任何形式的外科治療；③多發性卒中；④合并癲癇；⑤除兩次卒中外，其他原因導致的語言功能、肢體運動功能及日常生活能力異常。本研究已通過河北北方學院附屬第一醫院醫學倫理委員會審查（批號：K2020263）。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料收集 通過醫院病案室及醫學影像中心獲取患者的臨床病歷資料和影像學資料，包括性別、年齡、文化程度、診斷、并發癥、飲酒情況（每日飲酒量＞300 mL定義為持續飲酒）、吸煙情況（每日吸煙數量＞20支定義為吸煙）、隨訪資料及首次卒中后HMSNH后頭顱CT、MRI、MRI彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）數據，以及HMSNH發生后1周內的MRI數據。

1.2.2 大腦腳面積測量 使用HMSNH發生后1周內的MRI數據在相同的磁共振影像工作站（Ingenia 3.0T）由兩名神經影像學專業技師測量雙側大腦腳的面積，每人測量3次，結果取6次測量的平均值。大腦腳的面積采用Warabi等[7]推薦的方法，選擇大腦腳內側的動眼神經溝和外側的外側溝為起始點解剖標志分別勾畫兩側大腦腳輪廓，內側邊界為外側溝和動眼神經溝的連線，輪廓面積即為大腦腳的面積（圖1）。ARCP計算公式：ARCP=HMSNH側大腦腳的面積/首次卒中側大腦腳的面積。

圖1 大腦腳的面積測量方法

1.2.3 傳導束重建與FA值測量 提取首次卒中后1周內同參數MRI DTI原始DICOM數據（掃描參數：TR/TE=3360.9/94.1 ms；層厚2.5 mm，無間隔掃描；視野：160 mm×160 mm;采集矩陣：128×128；翻轉角90°；激勵次數1次，b=0和1000 s/mm2，25個彌散敏感梯度方向），使用開源軟件3D-Slicer（版本：4.11.20200930）由神經影像醫師進行大腦傳導束的重建與雙側大腦腳層面傳導束各向異性分數（fraction anisotropy，FA）的測量，兩名醫師分別測量3次，取平均值。

1.2.4 語言功能、肢體運動功能及日常生活能力評估 ①語言功能評估：采用中文版西方失語癥成套檢驗（western aphasia battery，WAB）進行評估，主要從自發言語、理解、復述和命名4個方面對患者進行評分，結果用AQ表示，計算公式為：AQ=2×（自發言語得分+理解得分/20+復述得分/10+命名得分/10）。AQ＜93.8分可診斷為失語癥[8]。②肢體運動功能評估：采用簡化FMA對非優勢側肢體進行評分并分級[9]。Ⅰ級（嚴重運動障礙）：FMA評分＜50分；Ⅱ級（明顯運動障礙）：FMA評分50～84分；Ⅲ級（中度運動障礙）：FMA評分85～95分；Ⅳ級（輕度運動障礙）：FMA評分96～100分。③日常生活能力評估：采用Barthel指數（Barthel index，BI）評定量表進行評估[10]。重度依賴：BI≤40分；中度依賴：BI 41～60分；輕度依賴：BI 61～99分；無須依賴：BI=100分。選擇HMSNH前最近的一次測量數據作為HMSNH前指標，HMSNH后指標取HMSNH發生后1個月內最早的數據。

1.3 統計學方法 采用SPSS 21.0軟件對所有數據進行統計分析。計量資料進行Kolmogorov-Smirnov正態性檢驗，符合正態分布的采用表示，比較采用配對t檢驗。計數資料以例數（%）表示。ARCP與HMSNH前后AQ、FMA評分、BI及其差值的相關性以及ARCP與首次卒中后同側大腦腳FA值的相關性采用Pearson相關分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 16例患者中，男11例（68.8%），女5例（31.2%）；年齡41～71歲，平均55.31±10.08歲；丘腦卒中3例（18.8%），基底節區卒中13例（81.2%）；所有患者均為右利手，常用語言為普通話，小學以上文化程度；12例（75.0%）患者合并不同程度的高血壓，7例（43.8%）患者合并高脂血癥，3例（18.8%）患者合并糖尿病，8例（50.0%）患者合并心臟疾??；5例（31.2%）患者在首次卒中后仍持續飲酒，6例（37.5%）患者首次卒中后仍吸煙。

2.2 首次卒中后雙側傳導束形態及FA值特點肉眼觀察可見首次卒中層面、同側大腦腳層面、腦橋基底部層面、延髓錐體交叉層面下行傳導束明顯變細（圖2），首次卒中后同側大腦腳FA值低于對側（0.35±0.19vs.0.87±0.10；t=9.587，P＜0.001），且與ARCP呈負相關（r=-0.871，P＜0.001）（圖3）。

圖2 首次優勢半球丘腦出血性卒中后不同層面傳導束的變化

圖3 ARCP與首次卒中初期下行傳導束FA值的相關性

2.3 HMSNH前后AQ、非優勢半球側FMA評分、BI變化情況 本組16例患者HMSNH前后AQ分別為77.59±7.00分、39.31±14.46分；非優勢半球側FMA評分分別為90.38±5.16分、58.13±16.08分；BI分別為94.69±4.99分、53.75±14.89分。HMSNH前AQ（t=9.534，P＜0.001）、非優勢半球側FMA評分（t=7.637，P＜0.001）、BI（t=10.430，P＜0.001）均高于HMSNH后，差異有統計學意義（圖4）。HMSNH前非優勢半球側肢體運動功能分級Ⅱ級1例（6.2%）、Ⅲ級11例（68.8%）、Ⅳ級4例（25.0%），HMSNH后Ⅰ級6例（37.5%）、Ⅱ級8例（50.0%）、Ⅲ級2例（12.5%）。HMSNH前日常生活能力評估結果顯示，16例（100.0%）為輕度依賴或無須依賴；HMSNH后5例（31.2%）為重度依賴，5例（31.2%）為中度依賴，6例（37.5%）為輕度依賴。

圖4 HMSNH前后AQ、非優勢半球側FMA評分、BI比較

2.4 ARCP與HMSNH前后AQ、FMA評分、BI及其差值的相關性 ARCP與HMSNH前AQ、FMA評分、BI無相關性（P＞0.05）（圖5A～C）；ARCP與HMSNH后AQ（r=-0.739，P=0.001）、FMA（r=-0.807，P＜0.001）、BI（r=-0.757，P＜0.001）呈負相關（圖5D～F）；ARCP與HMSNH前后的AQ（r=0.717，P=0.002）、FMA評分（r=0.885，P＜0.001）、BI（r=0.722，P=0.002）差值呈正相關（圖5G～I）。

圖5 ARCP與HMSNH前后AQ、FMA評分、BI及其差值的相關性

3 討論

本研究顯示非優勢半球出現鏡像卒中后，患者出現了語言功能的下降、非優勢側肢體運動功能的下降及日常生活能力的降低，且上述各項指標的評分與ARCP具有較強的相關性。在本研究中優勢半球基底節及丘腦區域發生首次卒中后不同層面卒中側傳導束被推擠或被破壞，導致FA值顯著降低，遠期影像學出現了同側大腦腳萎縮，且統計學分析結果顯示代表大腦腳萎縮程度的ARCP與FA值呈顯著負相關（r=-0.871，P＜0.001）。

交叉癱是延髓錐體交叉層面以上運動皮層或皮質脊髓束損傷后的典型臨床表現[11]。在本研究中，非優勢半球卒中后出現了同側肢體功能的下降，非優勢半球側FMA評分由90.38±5.16分下降至58.13±16.08分，有力地證明了HMSNH前非優勢半球已具備支配同側肢體運動功能的能力。交叉性失語研究證明，右利手者出現失語癥時，90%的損傷位于左側半球，僅0.1%～1%位于右側半球[12]，由此基本可排除本組患者非優勢半球卒中后語言功能的二次損傷（AQ由77.59±7.00分下降至39.31±14.46分）為交叉性失語，體現了HMSNH后非優勢半球損傷而導致的語言功能下降。卒中后運動、語言等功能障礙會影響患者的日常生活能力[1，13]，本組患者在HMSNH后伴隨運動及語言功能的下降，日常生活能力也伴隨下降（BI由94.69±4.99分降至53.75±14.89分）。綜上可得出，HMSNH后上述各項功能的減弱可反向證明非優勢半球存在代償功能。

早期Hu等[14]的失語研究提示，中國漢族人的語言功能區不僅僅限于左腦，可能位于右腦或雙側半球。研究表明，優勢半球的基底節區損傷促使了語言區從左側額葉轉移至右側額葉或顳葉，并使用功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）檢查發現在非優勢半球出現語言功能激活區[15-17]。Jang等[18]報道優勢半球損傷后失語的恢復與弓狀束損傷及恢復相關，優勢半球卒中后AQ與左側半球弓狀束的體素數目呈中度正相關。但是，Kwon等[19]報道即使優勢半球弓狀束完全損傷，患者的語言功能仍然可以恢復得很好。而且，優勢半球失語后經過康復訓練好轉的患者，非優勢半球額下回通過胼胝體膝部的纖維束增多，且康復訓練期間fMRI檢查發現兩側半球均有激活區[20]。但是fMRI及DTI技術的不足之處在于，二者均無法對卒中后皮層語言區進行精準定側定位，不應單獨使用[21-22]。本研究通過HMSNH后語言功能下降的臨床事實，可以有力地證明非優勢半球語言功能的存在，在本研究基礎上結合fMRI技術可以提高語言區定位的精準性。

既往的臨床研究及動物實驗均顯示，卒中后患肢經過康復鍛煉后fMRI檢查顯示患肢運動的激活區轉移至同側，受累肢體同側運動皮層在其功能恢復中起著很大作用[23-25]。Jang等[18]研究發現大腦半球卒中后受累肢體活動增加會促使同側半球皮質脊髓束纖維數量增加。本研究中ARCP代表了首次卒中后健側半球雙側大腦腳中傳導束的比例，本組病例中HMSNH發生后ARCP與首次卒中下行傳導束FA值呈顯著負相關（r=-0.871，P＜0.001）。ARCP數值越大說明優勢側大腦腳由于華勒變性導致的萎縮越嚴重[4]，首次卒中側運動功能喪失越多，在以后的運動功能恢復中非優勢半球表現出更強的代償能力，且這種非優勢半球運動功能代償能力存在的直接證據就是HMSNH后同側運動功能的明顯下降，本研究中HMSNH后非優勢側FMA評分由90.38±5.16分下降至58.13±16.08分，其HMSNH前后的差值代表了不同運動功能的下降程度，與ARCP呈負相關（P＜0.001）。運動功能神經網絡的具體工作方式仍在進一步研究中[26]。

本組病例HMSNH后BI結果顯示16例生活輕度依賴或無須依賴患者中5例（31.2%）轉變為重度依賴，5例（31.2%）轉變為中度依賴，6例（37.5%）轉變為輕度依賴。以上10例（62.5%）由輕度依賴或無須依賴的患者轉變為重度或中度依賴者其ARCP值均≥1.5。統計學結果顯示ARCP與HMSNH后BI（r=-0.757，P＜0.001）呈負相關，與HMSNH前后BI變化（r=0.722，P=0.002）呈正相關。研究顯示卒中后日常生活能力的改變與運動功能關系較大[1，13]，在本研究中HMSNH后患者由于雙側運動功能均受到影響，日常生活能力下降更加明顯。

本研究的不足之處在于本研究為回顧性研究，無對照組，只能根據患者已經完成的檢查結果進行總結分析，且病例數量較少，很難從統計學角度分析吸煙、飲酒等不良習慣對結果的影響。下一步要針對HMSNH患者開展長期的前瞻性研究，并完善HMSNH后fMRI等功能影像檢查，增加樣本量，分析年齡、病程、不良生活習慣等因素對神經功能恢復的影響，在既往研究的基礎上進一步探討ARCP預測HMSNH后腦功能變化的機制。