劉夢(mèng)月 盛佑祥 趙 寧

深圳大學(xué)第六附屬醫(yī)院 華中科技大學(xué)協(xié)和深圳醫(yī)院，廣東 深圳 518000

腦卒中是一種以腦組織缺血或出血性損傷癥狀和體征為主要表現(xiàn)的急性腦血管疾病，具有發(fā)病率高、致殘率高、病死率高和復(fù)發(fā)率高的臨床特征[1]。隨著社會(huì)老齡化程度不斷加深、城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程日益加快及人民生活水平的不斷提高，亞健康的生活習(xí)慣日益凸顯，腦卒中發(fā)病率不斷上升，患病人群也呈逐漸年輕化趨勢(shì)。目前，腦卒中已成為我國(guó)居民死亡和殘疾的首要病因[2]。研究表明，我國(guó)40～74歲居民首次腦卒中標(biāo)化發(fā)病率平均每年增長(zhǎng)8.3%，≥40歲居民腦卒中標(biāo)化患病率由2012年的1.89%上升至2016年的2.19%[3]。全球疾病負(fù)擔(dān)(GBD)研究數(shù)據(jù)顯示，2016年我國(guó)缺血性腦卒中患病率為1 762.77/萬(wàn)人，出血性腦卒中患病率為406.16/10萬(wàn)人。腦卒中因其高致殘性以及高病死率，在嚴(yán)重危害人民群眾的生命健康的同時(shí)，也降低了幸存者的生活質(zhì)量[4]。研究表明，產(chǎn)生各種類型言語(yǔ)或者語(yǔ)言障礙的腦卒中患者約占全體腦卒中患者的30%[5-6]。語(yǔ)言是人類最重要的交流溝通媒介，是人們彼此進(jìn)行思想與意見(jiàn)傳達(dá)的主要表達(dá)方式，其中包含聲音、書(shū)寫(xiě)的文字及展現(xiàn)的肢體語(yǔ)言等。失語(yǔ)癥指獲得性語(yǔ)言功能障礙，即后天具有的語(yǔ)言能力由于有關(guān)語(yǔ)言功能腦部受損出現(xiàn)的語(yǔ)言處理障礙，對(duì)語(yǔ)言理解與形成能力受損[7]。失語(yǔ)癥患者可產(chǎn)生各種語(yǔ)言或言語(yǔ)障礙，多表現(xiàn)為自發(fā)語(yǔ)言、命名、復(fù)述、閱讀、書(shū)寫(xiě)以及理解方面的功能受限甚至喪失[8-9]。失語(yǔ)癥嚴(yán)重影響了患者的日常溝通交流能力，語(yǔ)言是認(rèn)知功能中不可或缺的一部分，同時(shí)也影響著患者記憶、理解等方面功能。而且失語(yǔ)癥的發(fā)生嚴(yán)重影響腦卒中患者生活質(zhì)量及其回歸家庭、社會(huì)的能力，給患者、家庭及社會(huì)造成沉重的負(fù)擔(dān)。有學(xué)者認(rèn)為，在患者發(fā)生腦卒中后應(yīng)盡快給予言語(yǔ)治療[10]。恢復(fù)和改善患者的語(yǔ)言功能是腦卒中后功能康復(fù)的三大重要目標(biāo)之一[11]。目前臨床上針對(duì)腦卒中后失語(yǔ)癥康復(fù)治療的效果并不十分顯著，對(duì)其機(jī)制的研究也并無(wú)統(tǒng)一的學(xué)界共識(shí)。確定腦卒中后失語(yǔ)癥發(fā)生和康復(fù)機(jī)制，對(duì)于臨床診斷、治療、康復(fù)及預(yù)后也具有重要意義[12]。本文就近年來(lái)關(guān)于腦卒中后失語(yǔ)癥的機(jī)制研究進(jìn)展—綜述。

1 腦卒中后失語(yǔ)癥

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，腦卒中后失語(yǔ)癥是由于中樞神經(jīng)病損所導(dǎo)致的患者抽象信號(hào)思維障礙，進(jìn)而喪失口語(yǔ)、文字的表達(dá)和領(lǐng)悟能力的臨床癥候群，是語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)半球皮層及皮層下結(jié)構(gòu)廣泛的語(yǔ)言分布網(wǎng)絡(luò)損害所導(dǎo)致的獲得性語(yǔ)言障礙[13]。失語(yǔ)癥可由多種疾病引起，尤其是腦卒中(最常見(jiàn)的是左側(cè)大腦中動(dòng)脈灌注的外側(cè)裂周區(qū)域的缺血性卒中)[5]。腦卒中導(dǎo)致的失語(yǔ)癥發(fā)病機(jī)制多由大腦語(yǔ)言功能區(qū)及其相關(guān)聯(lián)系神經(jīng)纖維受損引起[14]。因在語(yǔ)言的表述、理解以及與之相關(guān)的閱讀和書(shū)寫(xiě)能力等方面存在障礙[8]，伴失語(yǔ)癥腦卒中患者的社交能力受到影響[9]，妨礙患者重新回歸社會(huì)，因此，恢復(fù)患者的語(yǔ)言功能顯得尤為重要和迫切?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)針對(duì)失語(yǔ)癥的康復(fù)治療，主要是采取言語(yǔ)功能訓(xùn)練治療的方法，包括構(gòu)音訓(xùn)練、自發(fā)語(yǔ)言、文字表達(dá)及圖片命名訓(xùn)練等。此外，隨著對(duì)失語(yǔ)癥認(rèn)識(shí)的逐步深入及科技的發(fā)展，非侵入腦刺激技術(shù)(如經(jīng)顱直流電刺激tDCS、經(jīng)顱磁刺激TMS[15]等)、音樂(lè)療法、心理療法[16]也被廣泛運(yùn)用于失語(yǔ)癥的治療中。

2 DTI原理與背景

彌散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是一種基于常規(guī)磁共振影像技術(shù)發(fā)展出的新興影像表達(dá)方法。DTI是 MRI的一種特殊形式，不僅可以顯示每一個(gè)體素的信號(hào)強(qiáng)度，而且還能夠計(jì)算3維空間中張量方向的具體數(shù)據(jù)。然后將每一個(gè)體素展現(xiàn)出的單個(gè)箭頭根據(jù)神經(jīng)束方向的差異進(jìn)行整理，生成一組方向箭頭。再經(jīng)由圖像數(shù)據(jù)的處理將每一組的方向箭頭進(jìn)行加工，形成神經(jīng)束的線性圖像[17]。

大腦中的白質(zhì)纖維束呈幾何形式排列，由于彌散磁共振成像能夠清晰顯示大腦白質(zhì)纖維束，可以據(jù)此對(duì)白質(zhì)纖維束的排列形態(tài)展開(kāi)多角度的研究[18-19]。目前已經(jīng)可以深入觀察到白質(zhì)纖維束中水分子運(yùn)動(dòng)的各向異性。白質(zhì)束排列密度與該區(qū)域的各向異性呈正比。在腦實(shí)質(zhì)中，腦白質(zhì)與大腦皮質(zhì)相比，其各向異性程度較高，而大腦皮質(zhì)的各向異性程度相對(duì)較低。因存在細(xì)胞膜，所以分子在細(xì)胞內(nèi)外及組織之間的移動(dòng)過(guò)程中必須完成跨膜運(yùn)動(dòng)，而水分子在這一過(guò)程中則會(huì)發(fā)生彌散現(xiàn)象。由于神經(jīng)細(xì)胞膜的阻礙，水分子沿白質(zhì)纖維的運(yùn)動(dòng)或擴(kuò)散比垂直于水分子的運(yùn)動(dòng)或擴(kuò)散快，水分子運(yùn)動(dòng)在各個(gè)方向上各不一致，因此形成各向異性[20]。而平行運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)之間水分子擴(kuò)散的差異，構(gòu)建出彌散張量成像的圖像基礎(chǔ)[21]。各向異性分?jǐn)?shù)(FA)數(shù)值以0～1范圍表示，是水分子各向異性成分與整個(gè)彌散張量形成的比值[22]。數(shù)值越小，表示彌散越不受限制；數(shù)值越大，則表示組織規(guī)則性不斷增加且具有方向性，神經(jīng)傳導(dǎo)功能也隨之加強(qiáng)[23]。所以可以通過(guò)FA值推斷大腦白質(zhì)纖維束內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的排列程度以及組織結(jié)構(gòu)的完整性。

DTI不僅通過(guò)各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)描述了組織內(nèi)水分子擴(kuò)散的方向性，同時(shí)也通過(guò)表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)、平均擴(kuò)散率(mean duffusivity，MD)、軸向彌散系數(shù)(axial diffusivity，AD)、徑向彌散系數(shù)(radialdiffusivity，RD)來(lái)更加具體地描述組織中的水分子擴(kuò)散的方向和大小[24]。其中ADC 值衡量組織中水分子的彌散運(yùn)動(dòng)，反映水分子在彌散敏感梯度方向上的位移程度。ADC 受細(xì)胞內(nèi)外水的溫度、細(xì)胞膜通透性、黏滯度、比例的影響。MD可以反映組織的總含水量，表達(dá)水分子的總彌散活動(dòng)和分子置換；在平行軸位置用AD描述，體現(xiàn)在水分子的擴(kuò)散與運(yùn)動(dòng)中所受阻礙最小的方向，即為張量中的最大數(shù)值顯示。AD對(duì)于軸突的完整性和變性更為敏感[14]。垂直軸位置用RD描述，數(shù)值取決于兩個(gè)相對(duì)較低的張量數(shù)值計(jì)算的平均數(shù)值。RD能夠表達(dá)髓磷脂的完整程度[25]。DTI在皮層下水平的神經(jīng)束識(shí)別和估計(jì)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[26]，目前在臨床診療與科研探索中均被廣泛應(yīng)用，同時(shí)也被應(yīng)用于許多大腦疾病的研究，如腦卒中、阿茨海默癥、大腦衰老等疾病。

3 腦卒中后失語(yǔ)癥DTI的研究進(jìn)展

3．1評(píng)估進(jìn)展腦卒中后失語(yǔ)癥的形成機(jī)制一直以來(lái)不明確，目前，較為被大眾認(rèn)可的是失語(yǔ)癥的發(fā)生與大腦皮質(zhì)的語(yǔ)言功能區(qū)損傷有關(guān)。MORISAKI等[14]發(fā)現(xiàn)DTI可作為周?chē)窠?jīng)再生的良好指標(biāo)，可作為多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的無(wú)創(chuàng)診斷工具。FRIDRIKSSON等[27]對(duì)70例各類型失語(yǔ)癥患者分類進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)Broca失語(yǔ)癥患者對(duì)Broca和Wernicke區(qū)均有損害。ELMER等[28]將24例健康受試者分為2組，通過(guò)同聲傳譯器進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)支持感覺(jué)運(yùn)動(dòng)耦合機(jī)制和語(yǔ)音清晰度的大腦區(qū)域的FA值降低，白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。SPINELLI等[29]發(fā)現(xiàn)，失語(yǔ)癥患者與健康對(duì)照相比，纖維束成像顯示右側(cè)縱向纖維束中FA減少和MD增加。KüMMERER等[30]發(fā)現(xiàn)，理解和復(fù)述障礙與背側(cè)或腹側(cè)纖維通路損傷有關(guān)。陳營(yíng)等納入腦梗死后運(yùn)動(dòng)性失語(yǔ)患者11例，與同期健康者對(duì)照組相比左、右側(cè)大腦語(yǔ)言功能區(qū)FA值均降低，而ADC值變化不明顯。

失語(yǔ)癥的形成也與白質(zhì)纖維束的受損密不可分，特別是弓狀纖維束(arcuate fasciculus，AF)。BREIER等[31]對(duì)20例左半球卒中病史患者進(jìn)行彌散張量成像，結(jié)構(gòu)MR成像和語(yǔ)言測(cè)試，發(fā)現(xiàn)左半球上縱、弓狀束的FA值越低，其重復(fù)口語(yǔ)的能力就越低，卒中后的理解障礙與左半球弓狀束的FA值較低有關(guān)。而在右半球的同型束沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。FREY等[32]發(fā)現(xiàn)，人腦中44區(qū)與上縱束第三支的頂下小葉貫通有明顯的聯(lián)系，而45區(qū)通過(guò)極端囊纖維復(fù)合物與顳上回相連。弓狀束將后顳上區(qū)與位于44區(qū)和45區(qū)上方的背外側(cè)額葉區(qū)8和延髓區(qū)6連接起來(lái)。劉作武等[33]發(fā)現(xiàn)，Broca失語(yǔ)癥由語(yǔ)言功能區(qū)或白質(zhì)纖維相關(guān)結(jié)構(gòu)的損傷引起。ANDRADE等[33]對(duì)語(yǔ)言障礙患者進(jìn)行彌散張量成像(DTI)和纖維束成像檢查弓狀束的完整性，DTI和纖維束成像提示患者弓狀束嚴(yán)重受損。運(yùn)動(dòng)性失語(yǔ)患者不同程度存在以前端改變?yōu)橹鞯淖髠?cè)弓狀束的損傷，并且損傷程度與失語(yǔ)病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān)關(guān)系，表明弓狀束是前后語(yǔ)言功能分區(qū)相互聯(lián)絡(luò)的重要通道[34]。弓狀束前部損傷使得Broca區(qū)聯(lián)系中斷或分離，出現(xiàn)語(yǔ)言功能聯(lián)系異常，說(shuō)明弓狀束在語(yǔ)言加工過(guò)程中承擔(dān)了重要角色[35]。

以上研究均證實(shí)，腦卒中后失語(yǔ)癥的病變部位與大腦特定功能語(yǔ)言區(qū)及弓狀纖維束有密切關(guān)系。大腦特定功能語(yǔ)言區(qū)域弓狀纖維束的損傷是導(dǎo)致腦卒中后失語(yǔ)癥的主要因素，臨床也可以據(jù)此作為評(píng)估患者病情的影像學(xué)輔助工具。但對(duì)于不同類型的失語(yǔ)癥之間病變部位及機(jī)制的特點(diǎn)與不同，目前研究尚較為欠缺，需要進(jìn)行更為深入或細(xì)致化的研究才能探知。

3．2康復(fù)機(jī)制當(dāng)前腦卒中后失語(yǔ)癥康復(fù)機(jī)制的理論研究學(xué)說(shuō)眾多，但言語(yǔ)功能恢復(fù)與大腦功能區(qū)結(jié)構(gòu)的病變情況轉(zhuǎn)歸之間的聯(lián)系并無(wú)統(tǒng)一的說(shuō)法。其中包括不同機(jī)制：同側(cè)病灶周?chē)X組織的激活、對(duì)側(cè)大腦鏡像區(qū)的補(bǔ)償、血流再灌注[36]、神經(jīng)可塑性[37]以及語(yǔ)言功能重組等。其中腦卒中失語(yǔ)癥發(fā)生的早期，語(yǔ)言功能可具有一定程度上的自我恢復(fù)，主要為血流再灌注機(jī)制在其中發(fā)揮主要作用，而神經(jīng)可塑性和功能重組則在言語(yǔ)功能恢復(fù)的晚期較為重要[38]。而DTI主要觀察腦白質(zhì)水分子的變化，許多學(xué)者則在同側(cè)病灶周?chē)X組織的激活與對(duì)側(cè)大腦鏡像區(qū)的補(bǔ)償兩項(xiàng)機(jī)制進(jìn)行了深入研究。

腦卒中后失語(yǔ)癥患者同側(cè)病灶周?chē)X組織的激活，可能與言語(yǔ)功能的康復(fù)情況密切有關(guān)。SCHLAUG等[39]納入6例患有左半球卒中伴中重度非流利性失語(yǔ)癥患者，在給予75次強(qiáng)化言語(yǔ)治療前后均予DTI檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)治療后相較治療前AF纖維數(shù)量和AF體積評(píng)估顯著增加，提示患者言語(yǔ)功能的恢復(fù)與AF重塑相關(guān)。表明左側(cè)大腦半球損傷病灶周?chē)鷧^(qū)與語(yǔ)言功能恢復(fù)聯(lián)系緊密。

許多學(xué)者提出，對(duì)側(cè)大腦鏡像區(qū)的補(bǔ)償也是腦卒中后失語(yǔ)癥的康復(fù)機(jī)制之一，即在大腦左半球卒中患者中，大腦右半球鏡像區(qū)對(duì)言語(yǔ)功能有補(bǔ)償作用。WAN等[39]對(duì)11例慢性卒中后因左半球損傷致失語(yǔ)癥的患者進(jìn)行擴(kuò)散張量成像和語(yǔ)言測(cè)試，并在15周言語(yǔ)治療干預(yù)后再進(jìn)行復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比右側(cè)大腦半球中額下回、后顳上回和后扣帶回下方的白質(zhì)部分各向異性有所FA降低。提示語(yǔ)言功能改善與右腦結(jié)構(gòu)變化具有密切的聯(lián)系。大腦雙側(cè)弓狀纖維束結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度上的重建，使得完整性較前提高，語(yǔ)言功能的恢復(fù)很可能與這種變化有密切關(guān)系。BONILHA等[40]證實(shí)，弓形束的完整性在言語(yǔ)功能恢復(fù)中起作用，區(qū)域性左半球的連通性以及同源右半球是失語(yǔ)癥恢復(fù)的關(guān)鍵。探究腦卒中后失語(yǔ)癥的康復(fù)機(jī)制對(duì)臨床診療具有指導(dǎo)性的作用，而從大腦組織結(jié)構(gòu)層面的改變來(lái)展開(kāi)，更是從根本上去探究失語(yǔ)癥的實(shí)質(zhì)。

大腦白質(zhì)纖維束作為大腦神經(jīng)信號(hào)傳遞的重要通路，在腦卒中后失語(yǔ)癥的發(fā)生中起著重要的作用，但其機(jī)制還未闡明，可以利用DTI技術(shù)進(jìn)行深入研究，用于客觀有效地評(píng)估卒中后失語(yǔ)癥，并探究卒中后失語(yǔ)癥的康復(fù)機(jī)制。