龍耀斌,黎偉雄,黃雅琳,黃福靈
吞咽障礙是腦卒中后常見并發(fā)癥,發(fā)生率高達44%~55%[1]?;颊哌M食過程中出現(xiàn)流口水、嗆咳、誤吸、嘔吐等障礙,進而引發(fā)嚴重并發(fā)癥如吸入性肺炎、營養(yǎng)不良等。腦卒中后吞咽障礙患者需要長期留置胃管甚至胃造瘺,其對生活質(zhì)量影響較大。因此,了解腦結(jié)構(gòu)和功能、吞咽過程及其機制有助于指導(dǎo)康復(fù)治療。腦卒中后吞咽障礙多以外周刺激(如手法、電刺激或針灸等)為主進行治療,如何直接刺激皮質(zhì)吞咽中樞從而精準快速治療仍是康復(fù)研究的熱點。大腦皮質(zhì)及皮質(zhì)下組織對吞咽功能起控制作用[2-3],但其與吞咽障礙臨床病變程度的關(guān)系尚有待研究。研究顯示,靜息態(tài)功能性磁共振成像(rsfMRI)技術(shù)能反映腦功能區(qū)和區(qū)間功能連接的活動情況[4-5]。因此,本文通過研究腦梗死后吞咽障礙患者靜息態(tài)腦功能情況,分析吞咽相關(guān)腦區(qū)低頻振幅(ALFF)值變化及其與Rosenbek滲透/誤吸分級的相關(guān)性,并探討腦梗死后吞咽障礙的發(fā)生機制,旨在為臨床提供幫助。
1.1 一般資料 選取2016年3—12月廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科收治的腦梗死后吞咽障礙患者20例為病例組,其中女9例,男11例;年齡55~72歲,平均年齡(2.5±3.2)歲。選取同期本院體檢健康的20例健康志愿者為對照組,性別、年齡均與病例組匹配﹝其中女10例,男10例;年齡55~70歲,平均年齡(61.2±2.4)歲﹞。對照組均為右利手,無腦卒中病史,無明顯系統(tǒng)性疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病,能配合檢查。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準,均簽訂知情同意書。
1.1.1 病例組納入標準 (1)符合腦梗死診斷標準[6];(2)經(jīng)顱腦CT或磁共振成像(MRI)確診,首次發(fā)病,病灶位于左側(cè)大腦半球,病程3 d~2周;(3)意識清晰,生命體征平穩(wěn);(4)肢體功能障礙較輕,合并吞咽障礙為主,并經(jīng)視頻透視吞咽檢查(VFSS)[7]明確;(5)右利手,能配合研究。
1.1.2 病例組排除標準 (1)既往有腦創(chuàng)傷、腦血管疾??;(2)存在藥物和酒精依賴史;(3)神經(jīng)或精神疾?。òòd癇發(fā)作、認知障礙、失語、忽視、嚴重的抑郁或幽閉恐懼癥);(4)有rsfMRI掃描禁忌證:如佩戴心臟起搏器、人工耳蝸,腦內(nèi)有金屬夾子等;(5)合并肺炎或嚴重肝腎功能不全;(6)其他疾病造成的吞咽困難。
1.2 方法 兩組均予以顱腦MRI及rsfMRI檢查,并運用對照分析法進行研究。
1.2.1 數(shù)據(jù)收集 采用Siemens 3.0 T進行檢查,掃描前囑受試者安靜平躺且避免思考問題,盡量保持頭部不動,加用泡沫墊固定頭部,戴眼罩閉眼、全身放松。rsfMRI首先進行SmartBrain掃描定位,其次為RefScan掃描。參數(shù)設(shè)計采用單次激發(fā)平面回波的梯度回波序列:TR 3 000 ms,TE 35 ms,矩陣 128×128,視野 23 cm×23 cm,翻轉(zhuǎn)角 90°,層厚4 mm,無間距隔層掃描38層;采用梯度回波序列獲得全腦高分辨三維 T1 加權(quán)像,參數(shù):TR 8.2 ms,TE 3.2 ms,矩陣512×512,翻轉(zhuǎn)角 12°,視野 24 cm×24 cm,分辨率 1 mm。
1.2.2 數(shù)據(jù)處理 (1)應(yīng)用Matlab2009b平臺預(yù)處理數(shù)據(jù),并結(jié)合SPM8、DPARSF、REST軟件[8]。確認掃描過程中沒有受試者進入睡眠狀態(tài)。先對前5個時相的采集圖像進行去除,然后對剩余180個時相的數(shù)據(jù)進行頭動校正和圖像配準、去線性漂移和低頻(0.01~0.08 Hz)濾波。預(yù)處理去除頭動的三維檢測數(shù)據(jù):病例組中旋轉(zhuǎn)超出2°,平移超過2 mm;對照組旋轉(zhuǎn)超出1°;平移超出1 mm。按照Talairach空間標準化將功能像和解剖像進行配準。(2)通過DPARSF軟件分析ALFF值。(3)兩組相關(guān)數(shù)據(jù)通過REST軟件進行雙樣本t檢驗,雙側(cè)檢驗水準α=0.05(Alphasim校正)。
1.3 臨床吞咽評估指標 病例組均進行VFSS,在X線透視下讓患者吞咽鋇劑,觀察鋇劑由口咽到食管的整個運動過程,記錄在口腔期、咽期及誤吸狀態(tài),評估吞咽功能。采用Rosenbek滲透/誤吸分級評估患者滲透/誤吸發(fā)生率與程度[9]。鋇劑進入喉前庭后,直接通過聲襞以下則造成誤吸,聲襞以上殘留為滲透。Rosenbek滲透/誤吸分級共8級:重度誤吸為8級,中度誤吸為7級,輕度誤吸為6級,重度滲透為3~5級,輕度滲透為2級,正常為1級。
以病例組患者ALFF值減低的腦區(qū)作為感興趣區(qū)(ROI),分析ROI與Rosenbek滲透/誤吸分級的相關(guān)性。
1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 13.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析。雙側(cè)檢驗水準α=0.05。
2.1 病例組臨床資料 剔除rsfMRI檢查過程中不合格的研究對象,實際進入研究病例組12例(詳細臨床資料見表1),對照組18例。
2.2 病例組與對照組ALFF值比較 與對照組比較,病例組左側(cè)中央前回、中央后回、島葉、殼核ALFF值降低,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,見表2、圖1);與對照組比較,病例組右側(cè)后扣帶回、島葉、視覺中樞、初級聽皮質(zhì)ALFF值升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,見表3、圖1,本文圖1彩圖見本刊官網(wǎng)www.chinagp.net電子期刊相應(yīng)文章)。
2.3 病例組ROI與Rosenbek滲透/誤吸分級的相關(guān)性分析 病例組左側(cè)中央前回、中央后回、島葉、殼核的ROI分別記為ROI1、ROI2、ROI3、ROI4。Preason相關(guān)分析結(jié)果顯示,病例組ROI1、ROI2、ROI3、ROI4與Rosenbek滲透/誤吸分級呈正相關(guān)(rROI1=0.45,P=0.006;rROI2=0.34,P=0.017;rROI3=0.24,P=0.035;rROI4=0.18,P=0.043)。
表1 病例組臨床資料Table 1 Clinical information of patients
表2 病例組左側(cè)腦區(qū)ALFF值與對照組比較Table 2 Comparison of ALFF values in left brain regions between patients and controls
表3 病例組右側(cè)腦區(qū)ALFF值與對照組比較Table 3 Comparison of ALFF values in right brain regions between patients and controls
吞咽的生理過程非常復(fù)雜,低位吞咽中樞位于延髓,由高位皮質(zhì)與皮質(zhì)下中樞發(fā)出下行纖維共同調(diào)節(jié),激活吞咽運動神經(jīng)元[10]。由于腦干卒中引起的吞咽困難一般較重,因此本課題組重點研究皮質(zhì)及皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)在吞咽控制中的作用??紤]到雙側(cè)或多發(fā)病灶導(dǎo)致吞咽障礙機制復(fù)雜,本組病例均為左側(cè)單發(fā)責(zé)任病灶,常見部位為額頂葉、基底核區(qū)、島葉等。傳統(tǒng)觀點認為只有腦干或雙側(cè)半球的病變才會導(dǎo)致吞咽困難,但隨著臨床及影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展,單側(cè)腦的病變可引發(fā)吞咽障礙的觀點已逐漸被接受[11]。自主吞咽運動的大腦皮質(zhì)中樞調(diào)控?zé)o論是啟動還是運動規(guī)劃、運動執(zhí)行等方面均有明顯偏側(cè)性,即主要由左側(cè)優(yōu)勢半球相關(guān)腦皮質(zhì)中樞進行調(diào)控[12]。這種自主吞咽運動大腦皮質(zhì)中樞支配偏側(cè)的成因可能與語言中樞偏側(cè)性原因類似。大腦的功能執(zhí)行總是依賴于多個腦區(qū)之間廣泛的交互,關(guān)于腦電圖、rsfMRI等影像技術(shù)的許多研究均指出人腦可以被看作是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)[13]。在腦網(wǎng)絡(luò)中,神經(jīng)元或宏觀皮質(zhì)區(qū)對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點,軸突、宏觀白質(zhì)路徑、區(qū)域間功能耦合水平則對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的邊,其可以不同尺度來描述大腦的組織模式和運行機制[14]。由于現(xiàn)有成像技術(shù)的限制,目前腦連接的研究主要集中在大尺度(腦區(qū))水平,即選取ROI作為腦連接網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。靜息態(tài)下的腦功能網(wǎng)絡(luò)連接反映了大腦固有的、自發(fā)的神經(jīng)活動時的腦功能活動模式,在腦功能機制研究中廣泛運用,并且具有很好的臨床適用性。ALFF值是一種有效的靜息態(tài)功能數(shù)據(jù)分析值,通過具體計算每個體素ALFF值的大小來反映局部神經(jīng)元自發(fā)活動水平。ALFF值降低反映腦神經(jīng)元自發(fā)活動的減弱,而ALFF值升高反映腦功能的代償作用[15]。
圖1 腦梗死后吞咽障礙患者靜息態(tài)功能成像Figure 1 The resting-state brain activity in patients with dysphagia after stroke
腦梗死后大腦皮質(zhì)出現(xiàn)明顯的功能和結(jié)構(gòu)變化,不僅發(fā)生在病灶周圍,而且也發(fā)生在遠隔部位,包括雙側(cè)運動、感覺和視覺皮質(zhì)、基底核、丘腦和小腦等相關(guān)結(jié)構(gòu),還可以觀察到病灶周圍及相關(guān)皮質(zhì)興奮性增高,原有中樞代表區(qū)范圍改變和/或出現(xiàn)鄰近皮質(zhì)新的中樞代表區(qū)[16]。本研究結(jié)果顯示,與對照組比較,病例組左側(cè)中央前回、中央后回、島葉、殼核的腦區(qū)激活減弱,右側(cè)后扣帶回、島葉、視覺中樞、初級聽皮質(zhì)的腦區(qū)激活增強。人類大腦兩側(cè)皮質(zhì)均有吞咽中樞,其主要的吞咽代表區(qū)位于感覺運動區(qū)尾側(cè)和運動前區(qū)外側(cè)、基底節(jié)、島葉、丘腦、額下回前部、額頂島蓋和小腦。初級運動區(qū)(M1)和輔助運動皮質(zhì)(SMA)參與喉咽吞咽的運動控制[17],M1與吞咽誘發(fā)有關(guān),控制舌、面部活動;SMA其實與運動計劃有關(guān),特別是口咽吞咽發(fā)生的順序。其中初級感覺運動區(qū)皮質(zhì)穩(wěn)定性最好、體積激活最大、信號最強[18]。各皮質(zhì)區(qū)既有特定的功能又相互聯(lián)系,形成一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),共同支配吞咽運動。這些吞咽皮質(zhì)形成一個廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(運動皮質(zhì)、輔助運動皮質(zhì)和基底節(jié)、島葉、基底節(jié)的殼核之間有可能存在一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))[19]。有研究選用rsfMRI中的種子相關(guān)分析法,對腦卒中后吞咽障礙患者和健康對照進行研究,發(fā)現(xiàn)由感覺運動皮質(zhì)(包括中央前、后回)、島葉、殼核組成的運動環(huán)路,且其間的功能連接降低,本研究結(jié)果與其相似,提示吞咽障礙患者左側(cè)中央前回、中央后回、島葉、殼核這些減弱的腦區(qū)與運動環(huán)路功能連接減低或消失有關(guān),可能是吞咽障礙發(fā)生機制之一[5]。VFSS是目前唯一可以直觀看到誤吸的檢查,其結(jié)果不受患者癥狀和體征的干擾或影響,其判斷患者是否存在誤吸較臨床評估可靠,是世界公認的診斷誤吸的金標準[20]。Rosenbek滲透/誤吸量表是在VFSS基礎(chǔ)上產(chǎn)生的評估量表,此量表量化誤吸的嚴重程度比其他臨床評價工具更客觀可靠[9]。本研究結(jié)果顯示,左側(cè)中央前回、中央后回、島葉、殼核與患者Rosenbek滲透/誤吸分級呈正相關(guān),由此可得出左側(cè)中央前回、中央后回、島葉、殼核的ALFF值越接近正常,Rosenbek滲透/誤吸分級越低;ALFF值越弱,Rosenbek滲透/誤吸分級越高。
M1和SMA共享扣帶回皮質(zhì)相當大的公共信息,包括扣帶回皮質(zhì)運動區(qū)的頭部和尾部??蹘Ш蠡丶せ罴s在吞咽前2 000 ms左右開始,早于其他腦區(qū),扣帶回皮質(zhì)參與吞咽困難中處理運動選擇。目前扣帶回與島葉及杏仁核之間的聯(lián)系已經(jīng)十分明確,正是由于這種聯(lián)系才使得主體能意識到自主神經(jīng)功能活動狀態(tài),所以推測扣帶回能有意識地重復(fù)吞咽動作,在吞咽啟動中被激活[21]。有研究顯示,急性右側(cè)非優(yōu)勢側(cè)腦梗死后吞咽障礙患者的腦功能網(wǎng)絡(luò)中,患側(cè)的吞咽皮質(zhì)中樞的激活強度降低,而健側(cè)前額葉、后扣帶回和視聽皮質(zhì)等被激活,啟動吞咽中樞的代償性功能重組[22]。因此,在對此類中樞性吞咽障礙患者進行治療時,應(yīng)選擇患者愛吃的、顏色鮮艷的食物,通過視聽覺鏡像神經(jīng)元系統(tǒng)來刺激吞咽相關(guān)的神經(jīng),以有利于大腦皮質(zhì)吞咽中樞功能重組,提高治療效果;而正常成人自主吞咽過程中90%受試者可發(fā)現(xiàn),參與味覺、嗅覺、內(nèi)臟感覺等多種感覺處理的島葉和扣帶回皮質(zhì)激活[23],說明在吞咽功能的自主啟動過程中優(yōu)勢半球的腦區(qū)和扣帶皮質(zhì)起著關(guān)鍵作用。本研究吞咽障礙患者ALFF值升高的腦區(qū)有右側(cè)后扣帶回、島葉、視覺中樞、初級聽皮質(zhì),這可以理解為適應(yīng)病理機制的右側(cè)大腦代償,可能參與吞咽功能的恢復(fù),與相關(guān)報道的結(jié)果一致[24-26]。
綜上所述,左側(cè)腦梗死后吞咽障礙患者左側(cè)中央前回、中央后回、島葉、殼核腦區(qū)的ALFF值明顯減低,且與Rosenbek滲透/誤吸分級呈正相關(guān),可能是吞咽障礙的發(fā)生機制之一;而右側(cè)后扣帶回、島葉、視覺中樞、初級聽皮質(zhì)腦區(qū)的ALFF值明顯增高,可能與吞咽功能的恢復(fù)有關(guān),仍有待進一步研究。
本研究局限性:
本研究只關(guān)注左側(cè)腦中動脈梗死后吞咽困難患者,但樣本量較?。淮送馕淳_測量生理噪聲如心跳、呼吸等;還有由于本研究時間相對不足,沒有縱向隨訪患者腦功能的動態(tài)變化,下一步將進行適當?shù)年犃醒芯坎⒓右愿纳啤?/p>
作者貢獻:龍耀斌對文章項目實施整體負責(zé)管理、論文的修訂;黃福靈負責(zé)fMRI的檢查,數(shù)據(jù)分析;黎偉雄進行吞咽評估,數(shù)據(jù)收集整理;黃雅琳進行統(tǒng)計學(xué)處理,撰寫論文。
本文無利益沖突。