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研究表明卒中病人的运动康复伴随着大脑结构与功能的重塑过程,如健侧皮层区域的异常激活,患侧纤维束弥散特性的变化,运动控制的功能性转移等。然而,由于现有研究的卒中病灶较为分散,研究康复时段不统一,以及研究方法的差异,卒中后运动康复的机理与预测性标识还未取得一致性结论。皮质脊髓束(Corticospinal Tract,CST)在运动调控方面发挥着重要作用,前人的研究表明缺血性卒中患者的CST结构变化与运动受限有关。基底节的损伤不仅导致CST的完整性受到破坏,而且对于亚皮层运动相关的脑区也有着直接的影响。本文旨在应用双模态影像数据,探究卒中病人康复过程不同时期的CST通路,基底节-丘脑-皮层通路,小脑-丘脑-皮层通路的动态变化,以及这三个通路和运动康复的联系。本研究通过选取病灶局限在基底节区域的14例病人来研究运动康复的动态变化,分别在2周内(急性期,S1),1-3月(恢复早期,S2),3月以后(恢复期,S3)这三个阶段进行弥散张量成像(Diffusion Tensor Imaging,DTI)数据,功能磁共振成像(functional Magnetic Resource Imaging,fMRI)数据,和临床运动评分的采集。其中fMRI影像采集中病人需使用上肢执行手动运动任务,选取分析的感兴趣区域为双侧的大脑脚,内囊后肢,后放射冠,小脑,丘脑,扣带回,主运动区,运动前区,以及辅助运动区。本文计算了CST通路上所有感兴趣区域的弥散系数,以及运动相关脑区的激活水平,并与临床运动评分进行了相关分析。DTI分析结果表明双侧CST的不对称性在整个研究时长内持续性增大,且恢复早期的不对称指标与同期的运动评分相关,说明了CST通路的完整性对于保持良好运动功能的重要性。在急性期,健侧CST通路上主要纤维束的各向异性(Fractional Anisotropy,FA)与恢复早期的运动评分负相关,侧面证实了患侧CST通路的受损程度决定了后续的运动表现。fMRI结果表明双侧小脑激活的不对称性与运动行为评分存在相关关系,急性期健侧小脑的主导性越强,运动表现越好,而恢复早期患侧小脑的主导性与运动评分正相关,表明了小脑在不同运动康复阶段中的功能改变。恢复早期的双侧扣带回显著激活预测着运动功能的康复程度,被解释为注意力调控同样参与运动控制。本研究对于卒中后的运动康复进行纵向研究,验证了基底节卒中病人在以上三个运动通路上存在异常的假设,并发现了与运动功能相关的预测性影像指标,对于有针对性的康复治疗提供了影像学参考依据。