【摘要】：背景及目的:缺血性腦損傷不僅導致病灶累及的局部腦區(qū)和纖維束發(fā)生急性損傷,也造成一系列繼發(fā)損傷,包括細胞凋亡、炎癥反應、神經機能聯系不能和神經退行性變等。因此,腦卒中患者不僅存在病灶本身的變化,還存在一系列繼發(fā)改變,包括病灶周圍和具有連接基礎的更廣泛的功能網絡水平的結構和功能改變,甚至發(fā)生在健側大腦半球。研究表明盡管腦卒中致殘率很高,但多數患者在發(fā)病后幾周至幾個月不論是否有臨床干預均存在不同程度的功能康復。目前研究認為這種運動功能自發(fā)康復是相關腦區(qū)功能重組的結果。首先,腦卒中運動損傷患者中病灶對側初級感覺運動皮層在康復過程中變化顯著,但是其在康復過程中的作用是促進還是阻遏依然存在爭議。本研究第一部分從縱向的角度探索病灶對側感覺運動皮層靜息態(tài)功能連接在皮層下腦卒中后運動康復中的動態(tài)變化以及與運動康復的關系。其次,一系列研究發(fā)現腦卒中后運動損傷患者在感覺運動網絡存在雙側大腦半球間功能連接的顯著改變,但是其他腦區(qū)功能連接是否也有這種動態(tài)變化規(guī)律,以及這種變化是否參與損傷后運動功能重組目前還缺乏進一步研究。本研究第二部分應用同源體素功能連接(voxel-mirrored homotopic connectivity,VMHC)分析皮層下腦卒中患者雙側大腦半球同源腦區(qū)間功能連接與正常人的差異及縱向變化規(guī)律,并研究這種變化規(guī)律與功能康復的關系。最后,感覺運動網絡內雙側大腦半球間功能連接變化對腦卒中后運動功能恢復有重要意義已經在多項研究及本文前兩部分中得到證實,但是這種變化的潛在機制及其與結構損傷的關系仍未知。盡管功能連接分析在組水平得到大量認可,但是至今沒有對于功能連接在個體水平縱向變化的研究。本研究第三部分旨在結合皮質脊髓束損傷情況分析腦卒中后雙側大腦半球間功能連接在個體水平縱向變化。對象及方法:本研究入組19名首發(fā)缺血性腦卒中患者,均為單發(fā)皮層下運動通路損傷病灶伴顯著運動功能損傷,同時納入19名性別、年齡匹配的健康人作為正常對照組。應用西門子3.0T磁共振掃描儀依次于患者發(fā)病后1周、2周、1月、3月及1年分五次采集靜息態(tài)功能影像數據,并且使用運動力指數(motricity index,MI)作為對相應時間點運動康復狀態(tài)的評估指標。1.病灶對側感覺運動皮層被定義為健康對照進行動手任務時激活最強體素為核心的腦區(qū)。靜息態(tài)功能數據的預處理、功能連接分析及統計采用基于Matlab平臺開發(fā)的SPM8軟件及REST軟件包。預處理后的靜息態(tài)功能影像數據以病灶對側感覺運動皮層為種子點與感覺運動皮層其他體素計算功能連接,應用混合效應模型(Linear Mixed-Effect Model)計算得到其靜息態(tài)功能連接隨著發(fā)病后時間顯著變化的腦區(qū),并統計分析其與運動力指數縱向變化的相關性。2.靜息態(tài)功能數據采用DPARSFA工具包進行預處理、VMHC計算及結果統計。之后采用ANOVA統計分析方法比較患者與正常對照VMHC存在差異的腦區(qū),并應用混合效應模型計算得到VMHC隨著病程顯著變化的腦區(qū),并分析其與運動力指數縱向變化的相關性。3.選取符合入組條件的五個時間點采集完整的6名患者以及與其性別年齡完全匹配的健康對照6名,在腦卒中患者病后1周內、2周、1月、3月及1年設5個時間點縱向跟蹤采集靜息態(tài)功能影像數據及DTI數據并評估相應運動康復狀態(tài)。針對DTI數據使用感興趣區(qū)方法提取腦橋下端相對分數各向異性(r FA)作為皮質脊髓束(corticospinal tract,CST)華勒氏變性程度指標。靜息態(tài)功能數據采用DPARSFA工具包進行預處理、VMHC分析及結果統計。最后在個體水平同時分析VMHC隨時間線性變化顯著腦區(qū)及早期減低顯著腦區(qū)隨時間變化曲線。另外我們也嘗試了兩種不同的標準化方法并觀察其對結果的影響。實驗結果:1.相較于正常對照,患者病灶對側感覺運動皮層與雙側大腦半球初級感覺運動皮層的功能連接均表現為急性期減弱之后隨著病程逐漸增強,并于1年后恢復到接近正常水平。同時我們發(fā)現腦卒中患者雙側大腦半球初級感覺運動皮層之間靜息態(tài)功能連接的動態(tài)變化與MI值變化呈顯著正相關。而病灶對側大腦半球內初級感覺運動皮層之間靜息態(tài)功能連接的動態(tài)變化與MI值變化不存在相關性。2.腦卒中患者與正常對照相比VMHC顯著減低的腦區(qū)包括基底節(jié)、丘腦、初級運動皮層、頂上小葉、頂下小葉、緣上回、角回、前額葉、顳中回;腦卒中患者顳下回較正常對照組VMHC顯著增高。同時我們發(fā)現初級運動皮層、頂下小葉、楔前葉、小腦、杏仁核的VMHC在腦卒中患者中隨病程顯著線性增強;而顳下回的VMHC隨發(fā)病時間線性減低。進一步發(fā)現這些VMHC的隨時間線性變化與MI值變化具有顯著相關性。3.腦卒中患者皮質脊髓束r FA在發(fā)病早期逐漸減低,并于三個月后達到穩(wěn)定。腦卒中患者感覺運動網絡內VMHC隨病程線性增強的腦區(qū)為初級運動皮層和運動前區(qū);腦卒中急性期VMHC較對照減低顯著腦區(qū)主要為初級感覺運動皮層。分析腦卒中后VMHC縱向變化情況發(fā)現急性期(TP1、TP2)均有所減低并與損傷情況無明顯規(guī)律,康復較好患者亞急性期(TP3)出現反彈,慢性期緩慢增長,其中于TP4達到接近正常水平的患者康復較好。結論:1.本研究縱向描繪病灶對側感覺運動皮層的靜息態(tài)功能連接變化規(guī)律,并提示雙側大腦半球初級感覺運動皮層之間靜息態(tài)功能連接的增強可能促進腦卒中患者運動功能康復。2.皮層下腦卒中后雙側大腦半球同源腦區(qū)間功能連接較正常人發(fā)生顯著變化,這種差異不僅發(fā)生在運動直接相關腦區(qū),也發(fā)生于認知相關腦區(qū),并且運動相關腦區(qū)和認知相關腦區(qū)具有不同的動態(tài)演變模式。雙側大腦半球間功能連接在腦卒中患者運動功能康復中有重要作用。3.本研究縱向描繪個體水平感覺運動皮層VMHC及皮質脊髓束r FA變化規(guī)律,對組水平研究進行了補充驗證,表明不同康復程度患者雙側大腦半球間靜息態(tài)功能連接具有不同的變化模式。
[Abstract]:Background and Objective : In this study , the changes of functional connections between the cerebral hemisphere and the cerebral hemisphere in the cerebral hemisphere of stroke after stroke have been studied . The results were as follows : 1 . Compared with the normal control group , the dynamic changes of VMHC in the cerebral hemisphere were significantly correlated with the changes of MI value .
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R743.3

【共引文獻】

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本文編號：2133156