Broca失语症脑白质结构的DTI研究

刘作武　李　华△　陈　营　杨春燕　卓兵芝

石河子大学医学院第三附属医院　1)神经医学中心　2)医学影像中心　石河子　832000



Broca失语症脑白质结构的DTI研究

刘作武1)李华1)△陈营2)杨春燕2)卓兵芝2)

石河子大学医学院第三附属医院1)神经医学中心2)医学影像中心石河子832000

【摘要】目的应用弥散张量成像(DTI)观察Broca失语症脑内相关白质纤维结构的改变。方法使用Siemens verio 3.0T MR扫描机对10例Broca失语症患者和10例健康成人进行常规序列及DTI扫描，利用DTI studio软件进行后处理，计算Broca区、弓状束的FA值、DCavg值。结果10例Broca失语症病变均位于左侧大脑半球。失语组左侧Broca区和弓状纤维束FA值和DCavg值较右侧及对照组左侧降低，差异有统计学意义(P<0.05)。结果Broca失语除语言功能区的损伤引起，其纤维通路的损伤亦可导致Broca失语的发生。

【关键词】弥散张量成像；Broca失语；脑白质

卒中后失语(poststroke aphasia)是指脑卒中后语言功能区及白质纤维受损引起的获得性语言障碍，发病率20%～40%。我国脑卒中发病率近年明显上升，卒中后失语严重影响患者的日常生活质量。弥散张量成像技术可以显示脑白质纤维束的解剖结构，是利用多种参数和数据处理，在数量和方向两方面反映成像体素的弥散变化，反映脑白质参与语言的过程。本研究利用DTI技术对10例Broca失语症患者及10例健康成人的语言功能区相关白质纤维结构进行分析，探讨Broca失语症脑内相关白质纤维结构的改变。

1材料与方法

1.1研究对象失语组：选取2013-02—2014-05在石河子人民医院脑卒中单元住院并符合纳入标准的脑梗死患者10例，男5例，女5例，均为右利手；年龄46～80(60.1±14.07)岁。MRI显示梗死病灶位于左侧额叶3例，梗死病灶位于左侧额颞叶4例，梗死病灶位于左侧颞顶叶2例，梗死病灶位于左侧颞顶枕叶1例。纳入标准：(1)首次发病，病程<1周，MRI 显示有明显的左侧大脑半球病灶；(2)发病前言语功能正常，采用北京医科大学第一医院汉语失语症检查法诊断为Broca失语；(3)无精神、认知等障碍；(4)汉族，右利手，受教育年龄>5 a；(5)无其他影响言语功能的疾病；(6)意识清楚且配合的患者；(7)病人或家属对检测项目知情同意。排除视力和听力严重障碍者。

对照组：选取石河子人民医院体检中心2013-02—2014-05体检人员10例，无神经系统阳性体征，头颅磁共振检查无异常。男5例，女5例，均为右利手；年龄45～77(56.5±10.6)岁，且对检测项目知情同意。

1.2图像采集采用Siemens verio 3.0T磁共振仪，三维磁化强度预备快速梯度回波成像获得(MPRAGE) T1WI结构像：TR/TE =2 300/2.52 ms，层厚1 mm，层数 176；FOV=256×256 mm2；矩阵 256×256；体素 1.0×1.0×1.0 mm3，扫描时间248 s；弥散张量成像：采用ep2d-diff-MDDW横轴位DTI序列：TR/TE=3 600/95 ms，层厚4 mm，层间隔30%，FOV=230×230 mm2，体素1.8 mm×1.8 mm×4 mm，扩散敏感梯度方向64个，b值为0～1 000 s/mm2，将全脑数据采集扫描层面与AC-PC连线(前后联合)平面平行，扫描时间480 s。

1.3数据处理和分析首先将DTI原始数据输人MRIcroN软件中的dcm2niigui.exe工具行格式转换，利用DTIstudio软件对DTI图像行头动、涡流校正，获得Broca区及弓状纤维束的各向异性(fracetion alanisotropy，FA)、平均扩散系数(average diffusion coefficient，DCavg)值。选用SPSS Statistic中文版V20.0软件包行数据处理，将失语组左右半球Broca区、弓状纤维束的FA、Dcavg值行配对t检验；失语组与对照组各部位Broca区、弓状纤维束的FA、Dcavg行独立样本t检验，P<0.05 为差异有统计学意义。

2结果

2.1失语组左右侧Broca区、弓状纤维束FA值、DCavg值比较见表1。

表1　左右半球Broca区和弓状纤维束FA值、

2.2失语组与对照组左侧Broca区FA值、DCavg值比较因人脑左右半球Broca 区及弓状纤维数有左半球优势，故将2组左侧Broca区FA值、DCavg值比较，行独立样本t检验。2组左侧Broca区FA及DCavg值有显著差异(P<0.05)。见表2。

表2　失语组与对照组左侧Broca区FA值、

2.3失语组与对照组左侧弓状纤维束FA值及Dcavg值比较见表3。

表3　失语组与对照组左侧弓状纤维束FA值、

3讨论

磁共振弥散张量成像(DTI)技术是目前唯一能对患者脑白质纤维束进行有效观察和追踪的非创性磁共振成像技术，能够提供大脑白质纤维的解剖结构和功能信息[1]，DTI对大脑白质的研究是基于其组织结构中的水分子的扩散，具有高度的各向异性，水分子随机扩散的运动称为布朗运动[2-3]，脑白质中自由水分子的运动受纤维组织结构的影响，呈各向异性扩散[4-6]。

自由水分子在有髓鞘的脑白质纤维中的弥散，其速度是平行于白质纤维方向快于垂直纤维方向，水分子沿平行于纤维方向的弥散速度至少是垂直方向的2倍，脑白质纤维的各向异性受两方面的影响[7]：(1)脑白质纤维的微观结构，如纤维的直径和密度，以及纤维髓鞘化的程度；(2)其通路相互连接的完整性。定量分析脑白质纤维的各向异性参数主要是FA，通过对FA值的分析研究，可了解脑血管病后不同病灶对语言区及白质纤维的损害。

对失语症的研究大多是集中在大脑皮质语言功能区，主要通过脑磁图，PET及Bold-fMRI观察相应语言功能区的变化。大脑白质纤维是由投射纤维、联络纤维和联合纤维组成，大脑的一个功能需要白质纤维的联系与连接多个功能区的共同参与及协调完成[8]。因此大脑白质纤维的完整性对大脑功能的整合尤为重要。连接大脑皮质语言功能区的传入或传出纤维受损则可出现语言障碍，故本研究通过磁共振弥散张量成像技术对Broca失语症患者脑白质纤维FA值、DCavg值分析，探讨脑白质纤维在Broca失语中的发生机制。

本研究入组患者均为运动性失语，10例失语症左侧Broca区、左侧弓状纤维束FA值、Dcavg低于正常对照组。在脑梗死急性期(12～24 h)或亚急性(24～72 h)期FA值与Dcavg值呈降低改变[9]。由于脑梗死早期细胞水肿，弥散降低，Dcavg值降低，之后由于血管与组织内水增多，以及细胞膜完整性的破坏，6～7 d后会出现弥散的假正常化[10]，然后增高[11-12]。本实验DTI检查为缺血急性期或亚急性期，Dcavg值呈降低改变，庄严等[13]研究发现，在脑梗死亚急性期，Dcavg降低不明显，FA值较Dcavg值敏感，故Dcavg评价脑缺血弥散的改变受检查时间窗口的限制。

Broca区是与运动性语言功能相关的重要结构，包括44和45。传统神经病学认为Broca区受影响的情况下出现运动性失语，即Broca失语。文献报道卒中后失语症患者的病变部位靠近或远离Broca区均会出现Broca失语，相应的Broca区的FA值降低且低于健康成人，研究中3例患者在常规MRI上梗死区并不位于Broca区域，共同特点是Broca区和弓状纤维束FA值不同程度降低，所以Broca区皮质的损伤会引起运动性失语，与传统神经病学理论相符，其次在Broca区纤维通路上的纤维结构损伤同样可引起运动性失语，说明脑白质参与了语言的过程。

综上所述，Broca失语症是语言功能区或白质纤维相关结构的损伤引起。利用DTI进行脑白质结构研究，在脑梗死急性期FA值和Dcavg值均降低，Broca失语除语言功能区的损伤引起，其纤维通路的损伤亦可导致Broca失语的发生，但脑白质在失语中的具体作用机制有待进一步研究。

4参考文献

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(收稿 2015-07-11)

【中图分类号】R739

【文献标识码】A

【文章编号】1673-5110(2016)08-0081-02

基金项目：国家自然基金，编号：31260235△通讯作者：李华，主任医师、教授、硕士生导师， E-mail：liuzuowu19801129@163.com