應(yīng)用腦功能成像技術(shù)研究腦卒中運(yùn)動想象療法神經(jīng)康復(fù)機(jī)制.pdf

1、近年來，運(yùn)動想象（moto r ima gery，M I）療法已經(jīng)快速發(fā)展成為一種用于腦卒中偏癱患者運(yùn)動功能康復(fù)的新療法。研究證明具有明顯的肢體運(yùn)動的運(yùn)動執(zhí)行（motor execution，ME)和沒有明顯肢體運(yùn)動，精神上對運(yùn)動執(zhí)行進(jìn)行排演的運(yùn)動想象，兩者在運(yùn)動系統(tǒng)的腦功能區(qū)具有重疊性，同時證實了運(yùn)動想像對于卒中患者的運(yùn)動功能康復(fù)起著重要的作用。
　　隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，腦功能成像技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。本文采用功能磁共振成像（fu

2、nctional magnetic resonance imaging，fMRI）、彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、功能近紅外光譜成像（functional Near-infrared spectroscopy，fNIRS）技術(shù)研究了腦卒中運(yùn)動想象療法神經(jīng)康復(fù)機(jī)制。其主要內(nèi)容及研究結(jié)果包括以下四個部分：
　?、俦容^研究了fMRI、DTI、fNIRS三種成像技術(shù)的基本原理，提出了基于多種腦功

3、能成像技術(shù)多角度多層面地對運(yùn)動想象認(rèn)知過程的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行研究。fMRI能夠從神經(jīng)元活動的角度了解腦運(yùn)動功能區(qū)的激活及腦區(qū)間的信息整合。DT I像能夠直觀的顯示腦功能區(qū)之間的纖維連接，監(jiān)測腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)的變化。新技術(shù)fNIRS研究腦的皮層活動，可以與fMRI的結(jié)果相印證，對運(yùn)動想象的腦功能進(jìn)行更為精確的分析。
　?、谌诤?fMRI、DTI、fNIRS技術(shù)研究健康老年人和青年人運(yùn)動執(zhí)行和運(yùn)動想象的腦神經(jīng)元活動。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):1）老年人運(yùn)

4、動執(zhí)行時，雙側(cè)的運(yùn)動前區(qū)（premotor cortex，PMC），初級運(yùn)動區(qū)（primary motor cortex，M1），輔助運(yùn)動區(qū)（supp motor area，SM A）的激活明顯比青年人更強(qiáng)更大，運(yùn)動想象激活運(yùn)動皮層隨著年齡增大越來越困難。2）右手運(yùn)動執(zhí)行的有效連接網(wǎng)絡(luò)，老年人連接強(qiáng)度大于青年人，且均為右側(cè)腦區(qū)流向左側(cè)腦區(qū)。3）運(yùn)動想象有效連接網(wǎng)絡(luò)，老年人的有效連接強(qiáng)于青年人，且有顯著性差異的有效連接都位于對側(cè)腦區(qū)。4）

5、結(jié)構(gòu)連接網(wǎng)絡(luò)中老年人涉及運(yùn)動、認(rèn)知的腦組織結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)環(huán)路連接強(qiáng)度呈現(xiàn)下降的趨勢。這些研究結(jié)果提示我們隨著年齡增大，同側(cè)腦區(qū)的抑制作用在減少，老年人為了完成同等水平的執(zhí)行功能，需要招募更多的同側(cè)腦區(qū)參與活動，因此在有效連接網(wǎng)絡(luò)中，老年人的連接強(qiáng)度更強(qiáng)，連接條數(shù)更多。隨著年齡增大，運(yùn)動想象越來越困難，因此需要更多更強(qiáng)的信息交換才能激活運(yùn)動皮層。結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中涉及運(yùn)動皮層的連接降低，從一定程度上解釋了老年人運(yùn)動功能退化的原因。利用 fN IRS研

6、究了青年人運(yùn)動執(zhí)行和運(yùn)動想象的腦功能區(qū)神經(jīng)元的活動，與fMRI結(jié)果相符，為腦功能成像提供了一種新的研究方法。這些研究結(jié)果對于研究運(yùn)動想象和腦老化的神經(jīng)生理機(jī)制，對運(yùn)動想象療法和延緩老化等問題具有重要參考意義。
　　③聯(lián)合fMRI和DTI技術(shù)研究卒中患者運(yùn)動系統(tǒng)腦功能異常的神經(jīng)生理機(jī)制。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):1）右手偏癱患者患側(cè)手運(yùn)動執(zhí)行時，對側(cè) M1，PMC，SMA有顯著激活,同側(cè)腦區(qū)激活比較少，偏側(cè)化明顯；運(yùn)動想象時雙側(cè)的M1，PMC，

7、SMA具有很強(qiáng)的激活，偏側(cè)化不明顯。2）左手偏癱患者患側(cè)手運(yùn)動執(zhí)行時，運(yùn)動皮層和非運(yùn)動區(qū)域有明顯激活；運(yùn)動想象時運(yùn)動區(qū)域激活比較少，非運(yùn)動區(qū)域有明顯激活。卒中患者的運(yùn)動皮層網(wǎng)絡(luò)具有一致性的結(jié)果:1）患側(cè)手運(yùn)動執(zhí)行時，每個半球運(yùn)動腦區(qū)之間有信息環(huán)路，但是半球腦區(qū)之間的有效連接很少。2）相較于對照組，偏癱患者運(yùn)動執(zhí)行和運(yùn)動想象的有效連接網(wǎng)絡(luò)簡單，連接強(qiáng)度弱，運(yùn)動想象尤為嚴(yán)重。3）卒中患者的運(yùn)動皮層之間，以及運(yùn)動皮層和皮下核團(tuán)結(jié)構(gòu)連接明顯降低

8、。這些結(jié)果提示我們卒中患者患手側(cè)為利手側(cè)，運(yùn)動想象腦功能區(qū)激活模式與健康人相似，激活運(yùn)動功能區(qū)；患手側(cè)為非利手側(cè)時，非運(yùn)動區(qū)域的激活可能與卒中患者的腦功能重塑有關(guān)。卒中患者由于腦部病變，涉及運(yùn)動的腦組織結(jié)構(gòu)連接強(qiáng)度明顯降低，從而導(dǎo)致運(yùn)動腦功能區(qū)激活困難，功能區(qū)之間的有效連接少，信息整合困難，不能很好的進(jìn)行運(yùn)動的控制和運(yùn)動計劃，從而造成了運(yùn)動功能的障礙?？偟膩碚f，盡管卒中患者的運(yùn)動控制，運(yùn)動計劃，運(yùn)動執(zhí)行等異常，但是運(yùn)動想象可以提供一個有

9、效的方式刺激卒中患者運(yùn)動皮層的激活，活化原有的運(yùn)動環(huán)路，促進(jìn)運(yùn)動功能的康復(fù)。
　?、苓\(yùn)動想象療法臨床應(yīng)用研究。本文設(shè)計了與卒中患者日?？祻?fù)訓(xùn)練內(nèi)容一致的運(yùn)動想象療法指導(dǎo)語，對2例常規(guī)康復(fù)治療、6例常規(guī)康復(fù)加運(yùn)動想象療法的右手偏癱患者進(jìn)行了縱向追蹤，采集了治療前，治療4周后兩次fMRI數(shù)據(jù)，同時進(jìn)行了簡化 Fugl-Meyer（FM A）運(yùn)動功能評定。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一段時間的運(yùn)動想象訓(xùn)練后，卒中患者通過運(yùn)動想象更容易激活運(yùn)動功能區(qū)

10、，腦區(qū)激活模式明顯優(yōu)于早期，激活強(qiáng)度和激活的體素數(shù)更接近健康被試，并且功能康復(fù)的速度明顯優(yōu)于常規(guī)治療患者。這一結(jié)果從功能影像方面研究了卒中患者康復(fù)過程中的運(yùn)動皮層腦功能的動態(tài)變化，證明了運(yùn)動想象療法結(jié)合常規(guī)康復(fù)治療，可以強(qiáng)化主動運(yùn)動學(xué)習(xí)，促進(jìn)患肢運(yùn)動功能恢復(fù)，為臨床運(yùn)動想象療法提供了理論依據(jù)。
　　總的來說，本文利用多種腦功能成像技術(shù)，從腦功能定位（功能分離），腦功能網(wǎng)絡(luò)（功能整合），腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（物質(zhì)基礎(chǔ)）融合分析研究了健康人的運(yùn)