静息态血氧水平依赖功能磁共振成像对急性脑梗死患者肢体运动功能的评估价值

卢思奇

新余钢铁集团有限公司中心医院放射科,江西新余 338000

在脑卒中患者中,急性脑梗死(ACI)占60%~80%。肢体功能障碍是ACI常见的一种神经系统损伤症状,虽然现阶段的强化护理对患者肢体运动功能的改善有一定作用,但约2/3的幸存者存在不同严重程度的运动相关后遗症,如控制障碍、肌张力改变、肌无力等,给其日常生活带来非常大的影响[1]。尽早明确患者的肢体运动功能损害情况是促进病情转归的重要手段,然而,既往临床采用的常规影像学检查(例如MRI、CT等)虽有应用价值,但总体作用比较局限,仅能评估病灶形态学上的变化,在肢体运动功能受损程度的评估方面未能显示出更多价值[2]。近年来,研究发现静息态血氧水平依赖功能磁共振成像(BOLD-fMRI)具有直观、精准、无创的优点,能反映人脑功能的变化,对脑功能受损的评估有重大意义[3]。低频振幅(ALFF)是BOLD-fMRI技术应用过程中的一种重要研究方法,能直观了解患者脑部神经元活动状态[4]。而脑部神经元活动与人的肢体运动功能密切相关,大脑皮质神经元电活动会影响运动功能状态[5]。基于此,本研究考虑采用静息态BOLD-fMRI评估ACI患者的肢体运动功能,为改善预后提供有效评估方法。

1.1一般资料 纳入本院2019年6月至2021年6月收治的肢体运动功能障碍的ACI患者70例,将其作为ACI组,选取同期于本院体检的健康志愿者35例作为对照组。其中ACI患者病情稳定后根据医嘱接受康复训练。纳入标准:(1)ACI组,符合ACI相关指南中的诊断标准[6]者;
意识清醒,生命体征稳定者;
视力、听力功能无明显障碍者;
首次发病者;
既往无脑部创伤史者。(2)对照组,既往无脑部创伤、脑血管病史者;
意识清醒,生命体征稳定者;
视听功能无明显障碍者。排除标准:痴呆、精神障碍等疾病患者;
有MRI受检禁忌证者;
既往存在中枢神经系损伤史者;
肿瘤患者;
脑部器质性病变者。本研究方案获本院伦理委员会批准,所有受检者均知情同意。两组一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。见表1。

表1 两组一般资料比较(n或

1.2方法

1.2.1检测方法 两组受检者均行静息态BOLD-fMRI检查。其中对照组仅在体检时检查1次,ACI组分别在康复训练前与康复训练3个月后接受检查。将受检者头部固定,经德国西门子1.5T磁共振设备(MAGNETOM Avanto 1.5T)扫描,首先进行常规(T1WI、T2WI序列)扫描,然后行静息态BOLD-fMRI扫描,使用梯度回波成像序列。参数设置:回波时间为30 ms,重复时间为3 300 ms,层厚3 mm,48层,层间距0 mm,矩阵64×64,翻转角90°。数据处理:采用DPARSF4.35软件处理,为了确保信号、图像的稳定性,将前10个时点采集的图像去除,并进行时间层矫正、头动校正等操作,获取脑区激活图,分析辅助功能区、感觉运动区、后顶叶皮层、运动前区的ALFF值。

1.2.2评分与分亚组 采用不同量表分别在ACI患者康复训练前、训练3个月后各评估1次。(1)美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)[7]评分:包含感觉功能、运动功能、视野、意识等15个指标,分值范围0~42分,分值越高,神经功能缺损越重,该量表信度为0.81,可信度高。(2)改良Rankink(mRS)评分[8]:该量表能反映患者肢体运动功能情况,0~1分提示正常(或者接近正常),2、3、4、5分分别代表轻度、中度、中重度、重度残疾,以3分为界,根据患者康复训练前的mRS评分将ACI患者分为轻中度组(<3分)与重试组(≥3分)。

2.1两组不同脑区ALFF值比较 ACI组各脑区ALFF值较对照组下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组不同脑区ALFF值比较

2.2不同肢体运动功能障碍ACI患者的脑区ALFF值比较 在ACI患者康复训练前根据mRS评分,分为轻中度组42例,重度组28例。重度组各脑区ALFF值均低于轻中度组(P<0.05)。见表3。

表3 轻中度组和重度组患者的脑区ALFF值比较

2.3不同脑区ALFF值对ACI患者肢体运动功能的评估价值 通过绘制ROC曲线发现,各脑区ALFF值单独评估患者肢体运动功能的AUC分别为0.790、0.778、0.770、0.777,四者联合评估的AUC为0.839。见表4、图1。

表4 不同脑区ALFF值对ACI患者肢体运动功能的评估价值

2.4ACI患者康复训练前、后不同脑区ALFF值以及mRS评分、NIHSS评分比较 患者训练后各脑区ALFF值高于训练前,mRS评分、NIHSS评分低于训练前,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表5。

表5 ACI患者康复训练前、后不同脑区ALFF值,以及mRS、NIHSS评分比较

图1 不同脑区ALFF值评估ACI患者肢体运动功能的ROC曲线

2.5ACI患者不同脑区ALFF值与mRS评分、NIHSS评分的相关性分析 分析发现,各脑区ALFF值与mRS评分、NIHSS评分均呈负相关(P<0.05)。见表6。

表6 ACI患者不同脑区ALFF值与mRS、NIHSS评分的相关性分析

ACI是常见的卒中类型,大部分患者发病后会出现肢体偏瘫、肢体运动功能障碍,即便患者于早期接受康复治疗后运动功能在一定程度上得以提升,但其日后的生活质量仍不高[9]。研究表明,现阶段关于ACI患者的中枢神经功能改善及重塑的机制尚未完全明确[10],如何提升其运动功能仍是临床研究的重点与难点。基于此,临床必须寻求一种客观、理想的方法对患者运动功能损害情况进行评估,以便更详细地掌握病情,给予针对性治疗,改善预后。近年来,静息态BOLD-fMRI在评估脑区活动中应用越来越广泛,该技术能对脑区活动强度进行评价,发现不同脑区的功能差异,检查安全、方便[11]。但也有研究认为该技术可能难以避免相关区域的临近皮层出现异常信号,导致其不能明确脑区边界的具体情况[12]。由此可见,临床对于BOLD-fMRI的使用还存在争议,有待进一步探讨。

有研究指出,BOLD-fMRI具有无创、定位精准等特点,能反映人脑神经元活动情况,通过观察ALFF值的变化,可明确代偿神经元数量及活动强度有无改变[13]。本研究发现,ACI患者各脑区ALFF值较健康者明显下降,提示ALFF值异常可能与患者病情有关。ALFF值分析在心理疾病患者的脑部功能评估中已有应用,该技术能抑制脑裂、脑池等部位的噪声,重测信度较理想[14]。王山山等[15]发现,ACI患者治疗前的ALFF值较健康者下降,与本研究结论吻合。本研究发现,ALFF值改变与ACI患者运动功能损害程度有关,且各脑区ALFF值对评估患者运动功能受损情况有一定价值,尤其各区ALFF值联合评估时,AUC超过0.83,总体效果较理想。本研究主要选择了与运动功能相关的脑区,ACI组患侧辅助功能区、感觉运动区等脑区的ALFF值下降意味着患者运动功能区存在损伤,神经元活动被抑制,导致肢体受控能力下降,从而影响运动功能。故通过观察ALFF值变化能反映运动功能受损程度。

康复训练是改善卒中患者肢体功能障碍的常用方式,对提升运动功能有重要意义[16]。本研究结果显示,患者康复训练后各脑区的ALFF值较训练前增加,而mRS评分、NIHSS评分下降,提示患者经康复治疗后运动功能有所改善。通过相关性分析发现,各脑区ALFF值与mRS评分、NIHSS评分呈负相关(P<0.05)。有研究表明,患者在运动过程中会激活运动功能区的相关脑细胞活动[17-18],这可能是康复训练干预后相关脑区ALFF值增加的原因。康复训练有利于提升运动功能,从而与mRS评分、NIHSS评分呈负相关。虽然mRS评分、NIHSS评分对ACI患者病情评估也有一定价值,但在评分过程中可能带有主观性,本研究认为静息态BOLD-fMRI操作安全,能反映相关区域的ALFF值变化,对患者运动功能的评价更为客观。

综上所述,静息态BOLD-fMRI在ACI患者肢体运动功能评估中具有较高价值,能通过脑区ALFF值反映运动功能损害程度,为后续干预提供依据。除此之外,本研究也有局限性,例如受研究经费影响,仅纳入70例样本,之后还需要增加样本量更深入地分析静息态BOLD-fMRI的评估价值。

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