失語癥多模態(tài)影像特征研究.pdf

1、失語癥是指獲得性語言障礙，因大腦皮層(優(yōu)勢半球)的語言中樞損傷所引起的語言理解和表達(dá)能力受損。其中由優(yōu)勢半球腦卒中所引起的失語癥，也稱腦卒中后失語癥，最為常見。眾多結(jié)構(gòu)、功能神經(jīng)影像技術(shù)已經(jīng)廣泛用以探究其失語患者的語言損害、恢復(fù)及其神經(jīng)生理機制。但腦卒中后失語癥患者腦部功能和結(jié)構(gòu)變化仍不明確，需要融合多模態(tài)腦影像方法進(jìn)行深入的探究。本文融合多模態(tài)的靜息態(tài)功能磁共振成像、三維T1結(jié)構(gòu)成像和彌散張量成像，探測失語患者腦功能和結(jié)構(gòu)異常變化的影

2、像特征，為臨床診斷和評估提供客觀的神經(jīng)影像學(xué)依據(jù)。主要內(nèi)容如下：
　?。?）針對腦卒中失語癥患者靜息態(tài)腦功能活動局部一致性改變的問題，通過計算17名腦卒中后失語癥患者和20名年齡、性別和受教育程度相匹配的健康對照的局部一致性來研究大腦局部區(qū)域同步性變化，檢測了異常局部一致性值和腦卒中失語癥患者的失語癥嚴(yán)重程度的相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與正常對照組相比，腦卒中失語癥患者的右側(cè)舌回、左側(cè)距狀溝、楔葉、額上回以及額上回內(nèi)側(cè)的局部區(qū)域同步性降低

3、。且左側(cè)額上回內(nèi)側(cè)的局部同步性與漢語失語成套測驗（ABC）中的失語癥嚴(yán)重程度（r=0.55,P=0.027）及命名分?jǐn)?shù)（r=0.66,P=0.005)呈正相關(guān)。這一結(jié)果表明腦卒中失語癥的發(fā)病機理可能歸因于多個局部腦區(qū)同步化的異常。
　?。?）針對腦卒中后失語癥腦功能局部活動強度的異常和該區(qū)域引起的腦功能連接改變的問題，采用靜息態(tài)功能磁共振成像結(jié)合低頻振幅和區(qū)域間功能連接分析方法，探測失語癥患者的局部腦活動和遠(yuǎn)程腦網(wǎng)絡(luò)功能連接的改變

4、。采用17名左半球腦卒中的失語患者與20名年齡、性別和受教育程度相匹配的正常對照作為研究對象。失語癥患者主要在右側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)（海馬/海馬旁回）和左側(cè)顳皮層部位表現(xiàn)出局部區(qū)域內(nèi)腦活動顯著增強。而右側(cè)海馬/海馬旁回的局部區(qū)域內(nèi)腦活動強度和造句能力呈負(fù)相關(guān)。失語癥患者的遠(yuǎn)程腦網(wǎng)絡(luò)功能連接在右側(cè)海馬/海馬旁回和梭狀回間增強，但在左側(cè)枕葉和頂葉皮質(zhì)降低。這些結(jié)果顯示出失語癥患者局部區(qū)域內(nèi)大腦功能障礙和區(qū)域間的功能連接相關(guān)。局部區(qū)域內(nèi)腦功能活動強度和

5、遠(yuǎn)程腦網(wǎng)絡(luò)連接可為失語癥的病理生理學(xué)機制的深入理解提供客觀的影像學(xué)特征。
　?。?）針對腦卒中后失語癥患者腦局部結(jié)構(gòu)異常以及該區(qū)域腦功能連接的變化，采用結(jié)合基于體素形態(tài)學(xué)灰質(zhì)體積度量和靜息態(tài)功能連接的方法探測腦卒中失語癥患者的腦結(jié)構(gòu)和功能網(wǎng)絡(luò)的改變。本研究采用基于體素形態(tài)學(xué)測量法檢測17名腦卒中失語癥患者與年齡、性別、受教育程度相匹配的20名正常對照灰質(zhì)體積相異的特定腦區(qū)，進(jìn)而檢測灰質(zhì)的異常與功能連接改變之間是否存在關(guān)聯(lián)。最后，計

6、算異常功能連接與失語癥患者的臨床量表分?jǐn)?shù)之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示失語癥患者的右側(cè)顳上回、頂下小葉/緣上回以及左側(cè)枕中回的灰質(zhì)體積顯著升高，而右側(cè)尾狀回和雙側(cè)丘腦的灰質(zhì)體積顯著降低?；颊叩挠覀?cè)頂下小葉/緣上回與右側(cè)楔前葉、角回、枕上回之間的遠(yuǎn)程功能連接增強，而右側(cè)尾狀回與輔助運動區(qū)、背外側(cè)額上回之間的功能連接減弱。同時發(fā)現(xiàn)左側(cè)枕中回與左側(cè)眶部額中回的功能連接強度與操作指數(shù)呈正相關(guān)。我們推測失語癥患者的灰質(zhì)體積異?？赡軙?dǎo)致腦區(qū)間的功能連接改

7、變。這些結(jié)果將為理解腦卒中失語癥的發(fā)病機制提供結(jié)構(gòu)和功能影像方面的證據(jù)。
　?。?）針對腦卒中后失語癥全腦功能連接模式中關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)特征的個體識別問題，采用基于全腦功能連接為特征的多變量模式分析方法來識別失語癥患者和正常對照。本實驗對17名失語癥患者與20名年齡、性別和受教育程度相匹配的健康對照的功能影像數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識別分析，首先通過功能連接方法得到兩組人的功能網(wǎng)絡(luò)，選擇其主要特征，采用支持向量機進(jìn)行模式分類。結(jié)果顯示：失語癥患者分類

8、正確率最高可達(dá)86.5％，靈敏度可達(dá)76.5%，特異性可達(dá)95.0%。此外，核心連接主要是位于額頂葉網(wǎng)絡(luò)、聽覺網(wǎng)絡(luò)、感覺運動網(wǎng)絡(luò)和視覺網(wǎng)絡(luò)，而右側(cè)羅蘭迪克島蓋對分類貢獻(xiàn)最大。實驗結(jié)果表明全腦功能連接可以作為一個潛在的神經(jīng)學(xué)標(biāo)識，用以區(qū)分失語癥患者和健康人。
　?。?）針對失語癥患者腦腹側(cè)與背側(cè)語言通路纖維連接受損的問題，采用全腦無偏空間統(tǒng)計方法分析腦卒中失語癥患者和正常對照白質(zhì)纖維連接的改變。本實驗選用了18名腦卒中失語癥患者和2

9、0名年齡、性別、受教育程度相匹配的正常對照，進(jìn)行語言評估和彌散張量成像掃描。采用全腦無偏空間統(tǒng)計方法來估計每組被試的白質(zhì)完整性（即部分各向異性），用線性相關(guān)分析法評估白質(zhì)的完整性和臨床量表值的關(guān)系。結(jié)果顯示失語癥患者左下額枕纖維素\下縱束、左側(cè)鉤狀纖維束和左側(cè)上縱束的白質(zhì)纖維完整性減少。此外，左下額枕纖維束和左上縱束的白質(zhì)纖維完整性分別與失語指數(shù)（AQ）、操作指數(shù)（PQ）和皮層指數(shù)(CQ)成正相關(guān)。左下額枕纖維素\下縱束與左上縱束分別是