皮层下脑卒中患者两种康复治疗的功能磁共振研究

　　　　 作者：戴险峰 ，穆丹梅 ，田旭玉 ，李艳 ，张暹东

【摘要】 　　目的：通过功能磁共振探讨两种康复治疗皮层下脑卒中患者的疗效及潜在机制。方法：患者随机分为强制性运动疗法（constraintinduced movement therapy，CIMT）与神经发育疗法（neurodevelopmental treatment，NDT）两个治疗组。在康复治疗前、后行血氧水平依赖功能磁共振成像（ blood oxygenation level dependent functional magnetic resonance imaging ，BOLDfMRI），并进行临床评分。结果：在康复治疗前、后，健手运动的激活模式近于正常人。患手运动时，运动区广泛激活；治疗后双侧大脑半球激活的体素数显著减少，并向正常激活模式集中。治疗前、后的临床评分显示CIMT组康复效果优于NDT组。结论：康复治疗能促进脑功能重组；CIMT对皮层下脑卒中后3～9个月患者的康复效果优于NDT。

【关键词】 脑卒中；磁共振成像，功能性； 脑功能重组，强制性运动疗法；康复

　　［ABSTRACT］ Objective: To explore effect and possible mechanism of two rehalibitation treatment for patients with subcortical stroke by BOLDfMRI. Methods: A total of 10 cases with subcortical stroke were randomly pided into two groups: constraintinduced movement therapy (CIMT) group and neurodevelopmental treatment (NDT) group. Blood oxygenation level dependent functional magnetic resonance imaging (BOLDfMRI) was employed before and after treatment， and clinical evaluation was carried out. Results: Activation mode of healthy hand was similar to healthy person's. The motor area showd extensive activation as the ill hands moving. After treatment， the amount of activated voxel in bilateral cerebral hemisphere declined and was prone to normal activation mode. The evaluation showed more effective result in CIMT group.Conclusions: Rehabilitative treatment can promote cerebral functional reorganization. And CIMT is more effective than NDT in treating patients with subcortical stroke 3 to 9 months after stroke.
　　
　　［KEY WORDS］Stroke; BOLDfMRI， function; Cerabral functional reorganization; CIMT; Rehalibitation

　　脑卒中后约有3/4以上患者遗留不同程度的运动功能减退。在我国，有大量脑卒中患者在脑卒中后3～9个月时才进行康复治疗，因此，对此期患者的康复规律及内在机制的了解有巨大的现实意义。本文通过功能磁共振，探讨两种康复治疗皮层下脑卒中患者的疗效及潜在机制，报道如下。

　　1 材料与方法

　　1.1 临床资料
　　
　　皮层下脑卒中后3～9个月的患者10例，均为男性，年龄45～71岁，平均（51.3±12.6）岁，10例均为右手，其中出血6例，梗死4例。10例患者随机分成强制性运动疗法（constraintinduced movement therapy，CIMT）和神经发育疗法（neurodevelopmental treatment，NDT）两个治疗组，各5例，两组年龄、病理学等一般资料差异均无统计学意义（P&>0.05），具有可比性。入选和排除标准符合Taub和Wolf的实验中针对脑卒中患者使用的CIMT纳入标准。［1］

　　1.2 康复治疗
　　
　　CIMT组采用休息位手夹板限制健手的使用，同时使用吊带限制健侧上肢的活动。连续2～3周。每天强化训练患侧上肢4～6h，每周5d，连续2～3周，共计60h。NDT组则不限制健手的使用，采用NDT（Bobath和PNT方法）每天训练4～6h，每周5d，连续2～3周。

　　1.3 临床评价
　　
　　采用Wolf Motor Function Test中的功能评分和FuglMeyer上肢运动功能评分对患者分别于治疗前3～7d、治疗前、治疗后进行3次评价。

　　1.4 实验设计及图像采集
　　
　　本实验刺激使用组块（block）设计。手部运动刺激采取拇指、食指及中指对指运动。刺激模式为35.6s对指运动与35.6s休息，反复6次。采用Avanto Tim 1.5T磁共振成像系统（德国Siemens公司）采集图像。采用回波平面成像（echo plannar imaging，EPI）序列，TR 3560ms，TE50ms，层厚3.0mm，间距0.8mm，共36层，翻转角90°，FOV 192mm×192mm，矩阵64×64，共扫描120次。总采集时间共7min11s。BOLDfMRI数据应用统计参数图（Statistical Parametric Mapping，SPM）软件进行后处理。测量超过设定阈值的体素数及激活运动区的增加或减少。

　　1.5 统计学处理
　　
　　使用统计学软件SPSS13.0对数据进行统计分析，数据的统计采用方差分析和t检验，检验水准α=0.05。

　　2 结果
　
　　2.1 脑运动激活图

　　2.1.1 两组治疗前、后两组激活体素数的变化

　　CIMT、NDT组患者脑功能范围的变化趋势差异无统计学意义（P&>0.05）。治疗后患手运动激活体素数较治疗前呈减小趋势（P&<0.05），而患手与健手运动引起脑激活体素数无明显差异（P&>0.05），治疗前而健手运动激活体素数较治疗前无显著变化（P&>0.05）；患手与健手运动引起脑激活体素数有明显差异（P&<0.05）。

　　2.1.2 治疗前、后两组脑激活图

　　（1）治疗前：健手运动时，对侧感觉运动皮质及同侧小脑半球激活，激活的范围较为相似。大部分患者伴对侧或同侧运动前区的激活，部分患者可见其他运动区小面积的激活（图1A）。患者患手运动时，多数患者对侧感觉运动皮质不同程度激活，双侧次级运动区（如PMA、SMA、PPC、PFC等）不同程度激活，少数患者伴有同侧中央前、后回激活；患手同侧或双侧小脑激活（图1B）。（2）治疗后：在康复治疗后，所有患者健手运动时，与治疗前激活位置及范围无明显变化（图1C）。患者患手运动时，双侧大脑半球激活的体素数呈减少趋势并向正常激活模式集中，伴双侧或同侧小脑激活（图1D）。治疗前对侧感觉运动皮质未激活的患者再治疗后出现激活，部分患者同侧感觉运动皮质可见激活。

　　2.2 临床评价
　　
　　Wolf运动功能评分和FuglMeyer上肢运动功能评分显示，CIMT组治疗前、后评分比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），NDT组治疗前、后评分比较差异均无统计学意义（P＞0.05），说明CIMT组治疗效果优于NDT组。

　　注：康复治疗前：A、健手运动时，对侧感觉运动皮质及运动前区激活，同侧小脑激活，伴其他运动区少量激活；B、患手运动时，对侧感觉运动皮质大面积激活，双侧次级运动区（运动前区、辅助运动区、顶后叶、额前叶等）不同程度激活，双侧小脑激活，伴有同侧感觉运动皮层激活。 康复治疗后：C、健手运动，激活区与治疗前变化不明显。D、患手运动时，双侧大脑半球激活的体素数呈减少趋势并向正常激活模式集中。

　　3 讨论

　　3.1 运动区的激活与脑功能重组
　　
　　本试验选择的均为皮层下中风后3～9个月的患者，患者临床功能均处于一个相对的平静期，这可以从治疗前2次评分基本没有变化来证明。
　　
　　治疗前健手运动时，不同患者间激活的容积较为相近，变异度较小（图1A）。这与国外学者对正常人简单对手指运动的研究结果相近，也与神经解剖关于对侧初级运动区及同侧小脑半球支配肢体运动的经典观点相吻合。这说明健侧手运动时未发生明显的脑功能重组。而患手运动时，多数患者对侧感觉运动皮质不同程度激活，双侧次级运动区（包括PMA、SMA、PPC、PFC等）不同程度激活，少数患者伴有同侧感觉运动皮质激活，同侧或双侧小脑激活（图1B）。同时患手与健手激活体素数之间差异均有统计学意义（P&<0.05）。与健侧手比较，患手运动所激活的范围大而且分散。此发现与Ward等［2］对皮层下中风患者的研究结果相一致。表明患手运动时大脑皮层出现脑功能重组。
　　
　　治疗后健手运动时，与康复治疗前激活的体素数比，差异无统计学意义（P&>0.05）；激活图上也未见激活区的明显变化（图1C），说明治疗前、后健手运动时脑功能均无显著的变化。康复治疗对于健手并没有产生运动功能损害。
　　
　　治疗后患手运动时，激活的体素数显著少于康复治疗前（P＜0.05）。康复治疗后，健侧与患侧手之间激活体素数差异无统计学意义（P＞0.05）。所有患者经过3周的康复治疗后，与治疗前相比激活的范围呈缩小的趋势；并向正常激活模式集中，这一点可以从激活运动区的分布上得出来（图1）。此发现与Ward等［3］一项纵向fMRI研究的结果一致。最新发表的一篇著作与本实验有相似的实验设计，在脑激活区的变化中发现了一些趋势［4］，而本实验并没有类似的发现。但仍可以得出这样的结论：康复治疗促进了脑功能重组的发生。
　　
　　患者为皮层下脑卒中，皮质脊髓束均发生结构性的破坏［5］，尽管患者初级运动皮层无受累，由于运动传导受到阻滞，患手的功能受到损害。脑激活图显示患手运动时均有次级运动皮层的参与，其范围较健侧手运动时明显广泛，并有同侧初级运动皮层区及对侧小脑的激活，这些都说明解剖位置远离的运动功能区之间可以通过受损皮质脊髓传导通路以外的其他通路进行功能联络。
　　
　　综上所述，所有皮层下脑卒中后3～9个月的患者皮质脊髓传导通路损害后，通过其他传导通路代偿并进行脑功能重组，康复治疗可以促进脑功能重组。

　　3.2 康复治疗
　　
　　本研究中使用了2种康复治疗方法（CIMT和NDT），治疗前、后分别使用2种临床评价方法进行患者的临床功能状态进行评分，临床评分的统计学处理结果表明：CIMT对于皮层下卒中3～9个月的上肢瘫患者有明确的临床疗效。这与Wolf SL等［6］进行的一项多中心临床实验研究肢体强制性运动疗法评价实验（EXCITE）的结果相一致。所以脑卒中后3～9个月这段时期对于康复治疗也是重要的。
　　
　　一些学说对于CIMT可能有助于理解其内在机制。感觉运动整合学说认为，通过使用运动、感觉刺激可以改善运动功能［7］。慢性脑卒中住院患者，无损伤手的皮肤麻醉导致轻瘫手表现比麻醉持续期间稍长的行动改善［8］。一些研究表明，在初级运动皮质，卒中半球对非卒中半球的抑制是减少的［9］，并且非卒中半球对卒中半球的抑制是增加［10］。这与两半球之间相互抑制投射的生理平衡观念一致。这些发现有助于解释这些措施是如何改善CIMT的慢性脑卒中住院患者的功能的：制动无损伤手（来自制动肢体的运动感觉输入量减少），增加来自轻瘫手的运动感觉输入量，同时渐少了健手对患手抑制。
　　
　　本实验结果表明，CIMT对皮层下脑卒中后3～9个月患者的康复效果优于NDT，具有良好的应用前景。