静息态功能磁共振成像技术对...中患者认知功能障碍效果研究_李敏红.pdf

短篇论著静息态功能磁共振成像技术对 rTMS 治疗脑卒中患者认知功能障碍效果研究Effect of resting functional magnetic resonance imaging on cognitive dysfunction in stroke patients treated with rTMS李敏红1，李志铭1，庄卓霖1，余林1，梁杰锋1，方杰21 广州医科大学附属第二医院放射科广东广州510260;2 福建省厦门弘爱医院康复科福建厦门361006【摘要】目的探讨脑卒中患者进行重复经颅磁刺激(rTMS)治疗，应用静息态功能磁共振成像技术(rs-fMI)评估脑部生理功能状态的变化。方法选取脑卒中患者 60 例，重复经颅磁刺激(rTMS)对患者进行治疗，治疗后按照 MoCA 评分分为轻中度组和重度组。应用 NIHSS 评分和 MoCA 评分评估患者治疗前后神经功能和认知功能状况，并应用静息态功能磁共振成像技术(rs-fMI)扫描患者脑部，评估患者认知功能的改善情况。结果治疗后患者 NIHSS 评分为(24.808 95)分，低于治疗前(32 15 9 23)分，治疗后患者 MoCA 评分为(22 41 3 82)分，高于治疗前(14 50 3.26)分;重度组 NIHSS 评分为(26 19 6 24)分，高于轻/中度组患者(22 64 5 70)分，重度组 MoCA 评分为(21 85 3 47)分，低于轻/中度组(23 47 3 85)分，差异具有统计学意义(P 0 05)。与治疗前比较，治疗后患者前额叶、颞上回、颞中回部位 fALFF 值降低，小脑后叶、额中回、额上回部位 fALFF 值增加，差异具有统计学意义(P 0 05)。与重度患者比较，轻中度患者前额叶、颞上回、颞中回部位 fALFF 值降低，小脑后叶、额中回、额上回部位 fALFF 值增加，差异具有统计学意义(P 0 05)。结论对脑卒中患者进行 rTMS 治疗，患者认知障碍显著改善，应用 rs-fMI 能够较好评估认知功能障碍状况，具有一定的优势。【关键词】重复经颅磁刺激;脑卒中;认知功能障碍;磁共振成像中图分类号:445 2;742文献标识码:A文章编号:1006-9011(2023)04-0670-04脑卒中患者因脑组织急性缺血或出血，发病急骤，致死率致残率高，存在不同程度上的认知功能障碍。临床应用重复经颅磁刺激(rTMS)对患者进行治疗，减轻脑梗死后缺血缺氧对脑组织损伤，修复损伤后的继发性神经退化，改善患者的认知功能障碍1。临床对患者的认知障碍客观评估无有效指标，对患者治疗后的恢复改善评估存在一定的困难。静息态功能磁共振成像技术(rs-fMI)是一种磁共振扫描技术，具有非侵入性，可高时空分辨力实时地显示出大脑特定区域的功能活动情况2-4。本文应用 rs-fMI 评估 rTMS 治疗脑卒中患者神经功能及认知功能障碍的改善作用。1资料与方法1 1一般资料选取脑卒中患者 60 例，男性 27 例，女性 33 例，年龄 32 70 岁，平均年龄(64 4 12 4)岁，脑梗死患者 34 例，脑出血患者 26 例，均经过急性期溶栓、基金项目:广东省自然科学基金项目(编号:2017A030313586)作者简介:李敏红(1984-)，女，本科学历，主治医师，主要从事医学影像学诊断工作通信作者:方杰E-mail:minhong31126 com止血等常规治疗。排除标准:深度昏迷或脑疝形成者、脑肿瘤、严重肝肾功能衰竭者;既往发生过脑卒中并遗留有神经功能缺损者;存在完全性失语、交流困难、痴呆或癫痫等疾病无法配合检查;精神疾病史者;磁共振扫描禁忌者。本文入选病例均经患者家属签署知情同意书。1 2检查方法采用 Philips Intelli Space Portal(Philips 公司)Philips Ingenia 3 0T 磁共振扫描仪，患者平卧放松，头部尽量固定，减少头部和其他部位的运动，平静呼吸、闭目，尽可能不进行思维活动。功能像采用平面回波成像(EPI)获得 T2加权图像，EPI 序列参数为:重复时间 T 2 000 ms，回波时间 TE 30 ms，反转角90，视野 FOV 240 mm 240 mm，层厚 3 6 mm，矩阵 256 256，层间距 1 mm，层数 176，分辨率 3 753 75，每位患者扫描 6 min5。扫描图像数据处理:前 10 个时间点数据不采集消除机器稳定性的影响;时间校正方面进行头动校正，不采集各轴上超过2 mm 或旋转角超过 2数据;空间标准化，将图像配准到蒙特利尔神经病学研究所(MNI)标准脑空间的功能像模板;平滑处理、低频滤波等处理以增加图像076医学影像学杂志 2023 年第 33 卷第 4 期J Med Imaging Vol33 No4 2023的信噪比、去除信号直流分量和呼吸、心跳等高频噪声的影响，去除线性漂移6。应用美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评估神经功能状况(0 42 分，分值越高，神经功能缺损程度越高)，蒙特利尔认知量表(MoCA 评分)总分30 分，26 分正常，治疗后按照 MoCA 评分进行轻重程度排序，分为轻中度组和重度组，各 30 例。结构像扫描采用 T1加权图像采集，分别采用 SPM8 及Matlab 软件预处理功能像，应用 rs-fMI 数据分析处理软件包处理数据，采集 fALFF 计算。临床治疗:所有患者均给予抗凝、止血等常规治疗，及降血压、降血糖、抗感染等对症治疗。应用经颅磁刺激设备(依瑞德公司的 CCY-I 型)进行 rT-MS 治疗，8 字线圈，刺激靶点为健侧大脑初级运动皮质区(M1 区)，治疗参数:最大磁场强度 4T，1Hz，90%MT，每次治疗时间 20 min，序列无间隔，总计1 200 个脉冲，1 次/天，5 天/周，治疗 20 天后进行观察4。治疗后按照 MoCA 评分进行排序，取 50%，分为轻中度组和重度组。1 3统计学分析所有数据采用 SPSS 17 0 统计软件进行处理。计量资料比较采用组间或组内 u 检验，计数资料比较用 2检验，P 0 05 为差异有统计学意义。2结果2 1治疗前后 NIHSS、MoCA 评分结果及不同脑区fALFF 值治疗后患者 NIHSS 评分低于治疗前，治疗后患者 MoCA 评分高于治疗前，差异具有统计学意义(P0 05)。与治疗前比较，治疗后患者前额叶、颞上回、颞中回部位 fALFF 值降低，小脑后叶、额中回、额上回部位 fALFF 值增加，差异具有统计学意义(P0 05)，见表 1，2。表 1患者治疗前后 NIHSS、MoCA 评分结果分组例数NIHSS 评分MoCA 评分治疗前6032 15 9 2314 50 3 26治疗后6024 80 8 9522 41 3 82注:与治疗前比较(P 005)表 2患者治疗前后不同脑区 fALFF 值脑区MNI 峰值坐标(mm)XYZ体素P 值降低脑区前额叶-223029480 05颞上回3220-31550 05颞中回-25-462530 05增高脑区小脑后叶26-79-34510 05额中回-2371102680 05额上回251253450 052 2治疗后不同认知功能障碍程度患者 NIHSS、MoCA 评分结果及不同脑区 fALFF 值重度组 NIHSS 评分高于轻/中度组患者，重度组MoCA 评分为低于轻/中度组，差异具有统计学意义(P 0 05)。与重度患者比较，轻中度患者前额叶、颞上回、颞中回部位 fALFF 值降低，小脑后叶、额中回、额上回部位 fALFF 值增加，差异具有统计学意义(P 0 05)，见表 3，4、(图 1 3)。3讨论脑卒中患者经治疗后因脑部神经功能的损伤，常会出现认知功能障碍，严重影响患者语言、注意力、记忆力等认知预后及生活质量。对患者进行rT-表 3不同认知功能障碍程度患者 NIHSS、MoCA 评分结果认知功能障碍程度例数NIHSS 评分MoCA 评分轻/中度组3022 64 5 7023 47 3 85重度组3026 19 6 2421 85 3 47注:与轻/中度组比较比较(P 005)MS 治疗，使患者在一定强度的磁场刺激下，在机体内诱发感应电流，直接作用于膜电位和离子通道，使神经元静息电位发生改变，增强突触间神经递质的传递，促进突触形成、树突分支形成、神经发生等方面会发生结构重塑的改变，调节脑神经传导信号和皮质兴奋性，重塑脑网络;还可促进乙酰胆碱、多巴176医学影像学杂志 2023 年第 33 卷第 4 期J Med Imaging Vol 33 No 4 2023表 4不同认知程度患者不同脑区 fALFF 值脑区MNI 峰值坐标(mm)XYZ体素P 值降低脑区前额叶-243125460 05颞上回3522-29500 05颞中回-27-658520 05增高脑区小脑后叶29-71-38540 05额中回-2472112500 05额上回271452480 05图 1女，63 岁。颅脑 M 显示左侧顶叶陈旧性出血灶图 2男，69 岁。右侧放射冠区缺血性脑梗死，梗死区域纤维 FA 值降低图 3男，53 岁。左侧基底节区亚急性期缺血性脑梗死，梗死区NAA 峰轻度降低，Lac 峰出现胺、去甲肾上腺素等多种神经递质及神经营养因子的产生、分泌和释放，修复脑卒中后因缺血损伤的神经功能，促进神经功能恢复，改善认知功能7-8。Mo-CA 评分是目前评估患者认知功能的量表，能够反映患者认知状况。但基于认知功能测验量表的评估难以在患者解剖结构方面，有效反映脑功能损害或恢复对认知功能的影响程度，rs-fMI 扫描操作过程较为简单，无创性，应用 rs-fMI 扫描是对脑卒中患者在临床评估中的进一步补充和发展。脑卒中神经功能改变能够抑制静息状态大脑 BOLD 信号相对基线变化的幅度，通过分析血氧水平依赖(BOLD)信号获取大脑信息，低频能量振幅是对 0 01 0 08 Hz 低频段下 BOLD 信号的功率谱计算所获得，能够反映276医学影像学杂志 2023 年第 33 卷第 4 期J Med Imaging Vol33 No4 2023不同脑区局部静息态自发活动的强弱9-10。fALFF值是 rs-fMI 检查的评估的一种基本方法，异常的与局部脑区神经活动的改变有关，可用于分析大脑的异常活动11。本文结果显示前额叶、颞上回、颞中回等脑区 fALFF 值下调，而小脑后叶、额中回、额上回等脑区 fALFF 值出现增高趋势。提示经 rTMS 治疗，能够有效改善患者的认知功能，rs-fMI 可显示认知功能的异常。前额叶在认知方面具有记忆、判断、分析、思考等功能，在信息记忆、储存及记忆管理中发挥着重要作用。大脑皮质颞上回后部有 H 区。受到损伤，影响听觉性语言中枢功能。颞中回后部为中心的语言理解网络，也与记忆和情感有关。额中回后部是书写中枢;额上回影响机体运动、记忆12。rs-fMI 通过血氧水平依赖信号中的自发低频活动的波动，反映大脑皮层的内在活动13。经 rTMS 治疗，基于 rs-fMI 数据，前额叶、颞上回、颞中回部位的 fALFF 值减低，提示该脑区神经元自发活动减少，抑制异常的神经冲动，说明患者认知功能得到改善。小脑后叶、额中回、额上回部位 fALFF 值呈现了增加趋势，可能与该局部代谢激活有关。病变程度的加重，脑部各相关功能区及节点受损越多，导致认知功能减退。本文也证实了不同认知障碍严重程度患者的 rs-fMI 结果呈现一致性。扈杨等14 对基底节区急性缺血性脑卒中患者进行研究，发现认知功能障碍组在前额叶等区域的功能连接强度明显增强，体素水平差异有统计学意义(P 0 05)，与本文指标结果相吻合。综上所述，认知离不开大规模脑网络协同工作及相互之间的动态交互支撑，多个功能区共同参与完成。静息态脑网络的受损、激活及功能连接改变影响患者认知障碍的受损及恢复。fALFF 值的升降一定程度上反映脑区活动的兴奋和抑制，可反映局部脑区自主神经活动