基于体素的形态学测量分析脑卒中偏瘫患者康复训练后皮层结构可塑性

作     者：宫家玉 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：范明霞

授予年度：2017年

学科分类：1002[医学-临床医学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 100204[医学-神经病学] 10[医学] 

主      题：脑卒中 基于体素的形态学分析 灰质体积 康复干预 磁共振成像 偏瘫 运动想象 

摘      要：脑卒中的发病及康复机制一直以来广受国内外学者的关注,近年来国内外研究显示卒中后脑组织具有重塑功能,包括脑功能重组和脑结构重塑[w。BOLD-fMRI研究已证实皮层下病变会导致病灶以外的大脑皮层发生功能重组,有效的康复干预不仅能够促进卒中患者运动功能恢复,还可以帮助大脑皮质发生结构重塑。高分辨T1加权结构磁共振成像可以显示活体人脑的精细解剖结构,进一步利用基于体素的形态学测量分析（voxel-based morphometry,VBM）方法可对全脑皮层结构体积变化进行定量分析[2]。不过,目前利用高分辨T1加权结构像研究人脑形态结构变化与脑卒中运动功能恢复关系的研究并不多见,尤其缺乏针对某种具体康复干预方法对大脑结构可塑性影响的纵向研究[3]。因此,本课题关注重点是,运用高分辨T1加权结构磁共振成像技术来探究一组脑卒中偏瘫患者经过一定时间段的康复训练后,伴随其上肢运动功能改善,患者大脑结构可塑性可能出现的变化。本课题研究包括以下两方面内容。第一部分:基于体素的形态学测量分析脑卒中偏瘫患者在综合康复训练后皮层结构可塑性。目的:探讨一组脑卒中偏瘫患者经过综合康复干预训练后脑灰质结构可塑性变化。材料与方法:24例慢性期（脑卒中后3-6个月）偏瘫患者进行为期四周的综合康复干预,并在康复干预训练前后进行磁共振成像高分辨T1WI序列扫描,同时选择24名性别和年龄完全匹配的健康被试作为实验对照组。运用VBM分析病变组在本次康复训练前后全脑灰质体积的动态变化及与对照组的异同,并进一步与临床上肢运动功能评分作相关性分析。结果:病变组在本次康复干预训练后上肢运动功能评分（Fugl-Meyer assessment,FMA）平均值（27.4±15.1）比干预前（17.1 ± 13.6）明显提高（P=.000）。VBM分析显示,本次康复干预前病变组比对照组在病灶侧脑体积降低的脑区（左侧中央前回、缘上回和颞上回）在干预后体积进一步显著降低;而病灶对侧比健康对照组在干预前体积有所增加的脑区（右侧角回和楔前叶）在干预后体积明显降低,有朝向正常恢复的趋势（P0.05）。结论:慢性脑卒中偏瘫患者在为期四周的综合康复干预后出现的病灶同侧脑皮质的持续性萎缩和健侧脑体积代偿增大脑区朝向正常恢复减少的两种不同表现特征,可为深入了解脑卒中康复干预的有效性与脑结构可塑性之间的关系提供更多参考价值。第二部分:运动想象训练促进偏瘫患者运动功能恢复的大脑皮层结构可塑性研究。目的:运用VBM分析脑卒中偏瘫患者在运动想象训练后脑灰质结构可塑性变化。材料与方法:根据是否接受运动想象疗法,将第一部分研究入组的脑卒中偏瘫患者进一步分为运动想象组和常规干预组。运用VBM分析两组病变患者在接受相应康复训练前后全脑灰质体积的动态变化及与健康对照组的异同,并进一步与临床上肢运动功能评分作相关性分析。结果:运动想象组和常规干预组在本次康复干预前上肢运动功能评分FMA平均值无显著差异（运动想象组:16.2± 11.3,常规干预组:19.2±16.9,P0.05）,干预后运动想象组上肢运动功能改善较常规干预组明显（运动想象组:31.2± 10.8常规干预组:23.9± 19.5,P=0.001）。康复干预后与干预前相比,运动想象组出现病灶同侧的中央后回（PostCG）,辅助运动区（SMA）,眶额叶皮层（OFC）,颞上回（STG）,枕中回（MOG）,以及病灶对侧的顶下小叶（IPL）,颞下回（ITG）显示灰质体积明显下降;常规干预组显示病灶对侧的颞中回（MTG）和眶额叶皮层（OFC）的灰质体积显著降低,病灶同侧的辅助运动区（SMA）和对侧中央旁小叶的灰质体积显著增加（P0.05）。结论:本研究证实运动想象训练结合常规康复治疗可以明显改善慢性期较严重偏瘫患者上肢运动功能。与单纯采用常规康复治疗的病例对照组相比,VBM分析显示,在接受同等常规康复训练内容基础之上的运动想象训练组在干预后出现更多皮质体积明显改变脑区。