薛秋菊，楊駿，李傳富，徐春生，武紅利，朱一芳，劉軍平

（1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)研究生部，安徽 合肥 230031；2.安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院a針灸康復(fù)科，b影像中心，安徽 合肥 230031）

論著

康復(fù)后周?chē)悦姘c患者初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層的功能連接變化研究

薛秋菊1，楊駿2a，李傳富2b，徐春生2b，武紅利1，朱一芳2b，劉軍平2b

（1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)研究生部，安徽 合肥 230031；2.安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院a針灸康復(fù)科，b影像中心，安徽 合肥 230031）

目的：通過(guò)分析不同時(shí)間康復(fù)的周?chē)悦姘c患者初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層功能連接變化及其與對(duì)照組的差異，探討皮層功能重組在面癱康復(fù)中的作用。方法：選取37例經(jīng)針灸治療康復(fù)后的左側(cè)周?chē)悦姘c患者作為康復(fù)組，根據(jù)從發(fā)病到康復(fù)的時(shí)間分為早期康復(fù)組（18例，康復(fù)時(shí)間＜45 d）及晚期康復(fù)組（19例，康復(fù)時(shí)間≥45 d）；另外選取19例健康志愿者作為對(duì)照組。選擇雙側(cè)面部初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（LMI和RMI）作為ROI，比較3組雙側(cè)MI功能連接變化。結(jié)果：各組間雙側(cè)MI功能連接均存在顯著差異。與對(duì)照組相比，康復(fù)組雙側(cè)MI與相關(guān)腦區(qū)的功能連接的減弱腦區(qū)主要位于后扣帶回、楔前葉、額中回、顳上回、小腦，多與運(yùn)動(dòng)、記憶、識(shí)別、情感功能相關(guān)，局部區(qū)域呈增強(qiáng)，如枕中回、頂下小葉；與早期康復(fù)組相比，晚期康復(fù)組的雙側(cè)MI功能連接均顯示減弱，減弱的腦區(qū)多與感覺(jué)運(yùn)動(dòng)相關(guān)，如運(yùn)動(dòng)前區(qū)（額上回、額中回）。結(jié)論：皮層功能重組在周?chē)悦姘c康復(fù)中具有重要作用，即使面癱患者臨床痊愈后，這種皮層功能功能重組依然存在，且面癱康復(fù)所需的時(shí)間越長(zhǎng)，皮層功能重組的程度越大。

周?chē)悦姘c；功能連接；初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層

周?chē)悦姘c是一種特發(fā)性面神經(jīng)病變引發(fā)的面部運(yùn)動(dòng)功能障礙的疾病，系外周神經(jīng)病變，患者大腦解剖結(jié)構(gòu)無(wú)明顯變化，但其大腦功能及連接狀態(tài)發(fā)生了改變［1］。近年來(lái)，fMRI被大量應(yīng)用于面癱患者大腦皮層功能重組的研究，結(jié)果［2-4］顯示皮層功能重組在面癱康復(fù)過(guò)程中起到重要作用。周?chē)悦姘c康復(fù)率較高，通常患者會(huì)在幾個(gè)月內(nèi)康復(fù)，但前期fMRI研究顯示，與健康人比，面癱康復(fù)后部分腦區(qū)皮層功能重組仍存在［5］。筆者推測(cè)面癱的康復(fù)僅意味著臨床癥狀的消失，而大腦皮層的功能重組并未隨著癥狀消失而完全消失。以往的研究多關(guān)注面癱病理階段，而對(duì)愈后大腦功能狀態(tài)報(bào)道較少。現(xiàn)通過(guò)分析不同時(shí)間康復(fù)的周?chē)悦姘c患者大腦皮層連接變化及其與健康對(duì)照組的比較，探討面癱患者愈后大腦皮層功能狀態(tài)的變化，進(jìn)一步分析大腦皮層功能重組在面癱康復(fù)中的重要作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料及納入標(biāo)準(zhǔn)選取安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院37例經(jīng)針灸治療康復(fù)后的左側(cè)周?chē)悦姘c患者作為康復(fù)組，均為右利手，無(wú)中樞、神經(jīng)系統(tǒng)疾病，無(wú)精神類(lèi)及其他嚴(yán)重疾病，并分為早期康復(fù)組（45 d內(nèi)痊愈）18例及晚期康復(fù)組（≥45 d痊愈）19例。早期康復(fù)組男8例，女10例，年齡19～63歲；晚期康復(fù)組男13例，女6例，年齡19～66歲。2組發(fā)病時(shí)面神經(jīng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（House-Brackmann，HBS）分級(jí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，均接受針刺治療，痊愈后（HBS分級(jí)為1級(jí)）無(wú)聯(lián)帶運(yùn)動(dòng)及面部痙攣等后遺癥狀，評(píng)估面部功能康復(fù)后2 d內(nèi)行MRI檢查。另選取安徽中醫(yī)藥大學(xué)在校大學(xué)生或研究生19例健康志愿者作為對(duì)照組，男7例，女12例，年齡19～27歲，右利手，無(wú)精神或神經(jīng)系統(tǒng)疾病史，無(wú)精神或神經(jīng)科藥物服用史，無(wú)嚴(yán)重心、肝、腎等疾病。受試者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法采用Siemens Symphony 1.5 T超導(dǎo)型MRI掃描機(jī)及標(biāo)準(zhǔn)頭部線(xiàn)圈進(jìn)行掃描。掃描序列：①定位像；②T2WI；③靜息態(tài)MRI；④T1WI 3D解剖像；⑤BOLD序列。EPI-BOLD序列采用與解剖像相同的掃描位置獲取腦內(nèi)血氧水平依賴(lài)性信號(hào)，TR 4 000 ms，TE 50 ms，層厚3.0 mm，層距0.75 mm，翻轉(zhuǎn)角90°，F(xiàn)OV 192 mm×192 mm，分辨率64×64；3D解剖像：取矢狀位，共掃描176層，采用擾相梯度回波序列，TR 2 100 ms，TE 3.93 ms，翻轉(zhuǎn)角13°，F(xiàn)OV 250 mm×250 mm，分辨率256×256。完成一例數(shù)據(jù)采集約需30 min。受試者更衣、休息，全身放松后進(jìn)入掃描室。檢查時(shí)囑受試者平躺，閉眼，用棉球塞耳，戴上專(zhuān)用隔音耳幔，固定頭部，限制頭部活動(dòng)；關(guān)燈，減少視覺(jué)刺激。整個(gè)掃描過(guò)程中，受試者盡可能避免心理活動(dòng)。本試驗(yàn)將采集靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理由安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院數(shù)字化影像技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（國(guó)家中醫(yī)藥管理局三級(jí)實(shí)驗(yàn)室，編號(hào)TCM-2009-196）負(fù)責(zé)。

1.3.1 靜息態(tài)功能連接分析共選擇2個(gè)ROI，分別是左側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（left primary motor cortex，LMI）、右側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（right primary motor cortex，RMI），以及與面部投射對(duì)應(yīng)的區(qū)域，用于分析雙側(cè)MI的功能連接狀態(tài)的變化。

1.3.2 靜息態(tài)數(shù)據(jù)處理方法與步驟采用腦功能成像分析（analysis of functional neuroimages，AFNI）程序處理靜息態(tài)BOLD數(shù)據(jù)，處理步驟：①數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，將保存在PACS中的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通訊（DICOM）格式的圖像文件轉(zhuǎn)換為AFNI數(shù)據(jù)處理需要的nii格式。②數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括去線(xiàn)性漂移、去前面4個(gè)時(shí)間點(diǎn)、頭動(dòng)校正、空域?yàn)V波及灰度標(biāo)準(zhǔn)化等。③頻域?yàn)V波，保留頻率在0.01～0.08 Hz范圍內(nèi)的時(shí)間序列信號(hào)，濾除超過(guò)該范圍的低頻或高頻信號(hào)，右側(cè)面癱大腦半球均沿y軸鏡像翻轉(zhuǎn)。④提取并消除腦白質(zhì)和腦脊液信號(hào)的影響，以腦白質(zhì)和腦脊液區(qū)域的時(shí)間序列信號(hào)進(jìn)行線(xiàn)性擬合，將腦白質(zhì)和腦脊液的信號(hào)從總體信號(hào)中去除。⑤分別提取2個(gè)ROI的時(shí)間序列信號(hào)。⑥計(jì)算個(gè)體數(shù)據(jù)的每一個(gè)種子點(diǎn)與全腦腦功能連接的統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖，以特定ROI的時(shí)間序列信號(hào)作為刺激信號(hào)，利用線(xiàn)性分析模型計(jì)算出每一個(gè)個(gè)體數(shù)據(jù)的每一種功能連接的統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖，包括LMI、RMI的功能連接基本數(shù)據(jù)。⑦從個(gè)體統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖中提取相關(guān)系數(shù)作為進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析的對(duì)比圖。⑧空間標(biāo)準(zhǔn)化，將對(duì)比圖從原始坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的TT坐標(biāo)系。⑨空域?yàn)V波，將空間標(biāo)準(zhǔn)化的對(duì)比圖進(jìn)行空域?yàn)V波。⑩組內(nèi)分析，將3組各2種功能連接的對(duì)比圖進(jìn)行組內(nèi)分析（3d t-test），得出每一種功能連接的組內(nèi)分析結(jié)果，然后行Monte Carlo閾值校正（P=0.001，α≤0.05），Cluster Size=7得出每一組各2種的腦功能連接分析結(jié)果；組間分析，將3組的2種功能連接數(shù)據(jù)行組間分析（3d t-test），最后對(duì)組間分析結(jié)果行多重Monte Carlo閾值校正（P=0.001，α≤0.05），得出3組之間靜息態(tài)腦功能連接存在差異的腦區(qū)。

2 結(jié)果

早期康復(fù)組與對(duì)照組組間分析顯示（表1，2，圖1，2），雙側(cè)的MI均表現(xiàn)出多個(gè)腦區(qū)的功能連接減弱或增強(qiáng)，LMI功能連接減弱的腦區(qū)位于右側(cè)的小腦、小腦蚓部、后扣帶回、楔前葉、小腦舌回，左側(cè)楔前葉、額中回、中央前回；功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)位于右側(cè)島葉、頂上小葉、頂下小葉，左側(cè)枕中回、小腦、后扣帶回。RMI功能連接減弱的腦區(qū)位于右側(cè)下半月小葉、顳上回、額中回、后扣帶回，左側(cè)小腦蚓部、頂下小葉；功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)位于左側(cè)小腦舌回、后扣帶回、小腦、額下回、額上回，右側(cè)楔前葉。

晚期康復(fù)組與對(duì)照組組間比較（表3，4，圖3，4），雙側(cè)MI均表現(xiàn)出多個(gè)腦區(qū)的功能連接減弱，少數(shù)腦區(qū)的功能連接增強(qiáng)，LMI功能連接減弱的腦區(qū)位于右側(cè)小腦、楔前葉、梭狀回、顳上回、下半月小葉、后扣帶回、額中回、小腦舌回，左側(cè)中央前回、中央后回；功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)位于左側(cè)扣帶回。RMI功能連接減弱的腦區(qū)位于右側(cè)中央前回、額上回、顳中回、額下回、小腦、中央后回、下半月小葉，左側(cè)額下回、顳中回、頂下小葉；功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)位于左側(cè)枕中回。

晚期康復(fù)組與早期康復(fù)組組間分析顯示（表5，6，圖5，6），雙側(cè)的MI均表現(xiàn)出多個(gè)腦區(qū)的功能連接減弱。LMI功能連接減弱的腦區(qū)位于左側(cè)顳中回、枕中回、右側(cè)后扣帶回、額內(nèi)側(cè)回、額下回；RMI功能連接減弱的腦區(qū)位于右側(cè)中央前回、尾狀核、額中回，左側(cè)額上回。

表1 早期康復(fù)組與對(duì)照組的LMI功能連接

表2 早期康復(fù)組與對(duì)照組的RMI功能連接

表3 晚期康復(fù)組與對(duì)照組LMI功能連接

表4 晚期康復(fù)組與對(duì)照組RMI功能連接

表5 晚期康復(fù)組與早期康復(fù)組LMI功能連接

表6 晚期康復(fù)組與早期康復(fù)組RMI功能連接

3 討論

周?chē)悦姘c是腦橋內(nèi)核性或核下性損害導(dǎo)致的單側(cè)周?chē)悦嫔窠?jīng)麻痹，臨床表現(xiàn)為一側(cè)面部肌肉癱瘓，針灸為主要治療手段，患者多在數(shù)月內(nèi)恢復(fù)面部表情，達(dá)到臨床痊愈。面癱雖系外周神經(jīng)病變，但大腦發(fā)生了一系列皮層功能重組［6］。有學(xué)者［3］通過(guò)PET觀(guān)察6例面癱患者，發(fā)現(xiàn)手部皮層代表區(qū)與健康者相比（與面部代表區(qū)毗鄰）明顯增大。研究［5］報(bào)道面癱患者治療前后的任務(wù)態(tài)fMRI發(fā)生了變化，在面癱的發(fā)生、發(fā)展及康復(fù)的過(guò)程中發(fā)生了皮層功能重組，且這種皮層功能重組在康復(fù)中起重要作用。前期研究［7-9］也發(fā)現(xiàn)周?chē)悦姘c患者大腦的功能狀態(tài)發(fā)生了改變，且不同病理階段針刺對(duì)大腦功能連接狀態(tài)的影響不同，如與針刺前比較，針刺后SI的功能連接在疾病早期階段呈減弱，后期呈增強(qiáng)，康復(fù)后與對(duì)照組無(wú)差異，推測(cè)針刺促進(jìn)了皮質(zhì)功能重組，從而促進(jìn)了面癱的康復(fù)。有研究者［5］提出，部分皮層功能重組在臨床痊愈后仍存在，因此，筆者推測(cè)面癱患者的臨床痊愈只是面部運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)，即面部表情的恢復(fù)，而疾病發(fā)生的大腦皮層代償仍有部分存在。以往研究多集中于面癱病理階段，而對(duì)疾病康復(fù)后的腦功能狀態(tài)尚無(wú)了解，且關(guān)于功能狀態(tài)與患者康復(fù)是否有內(nèi)在聯(lián)系的報(bào)道較少。文獻(xiàn)［11］報(bào)道，面癱患者臨床癥狀消失后，大腦功能連接狀態(tài)與病理階段存在差異。如與健康志愿者相比，病理階段DMN功能連接狀態(tài)增強(qiáng)的腦區(qū)位于扣帶回、楔前葉、額葉、后扣帶回，而康復(fù)后DMN功能連接增強(qiáng)的腦區(qū)包括舌回、小腦，說(shuō)明臨床癥狀消失后患者大腦皮層功能連接狀態(tài)發(fā)生了改變。為進(jìn)一步探索面癱康復(fù)后大腦皮層功能狀態(tài)，本研究分析比較了康復(fù)組（早期、晚期）和對(duì)照組雙側(cè)MI功能的連接變化，其中康復(fù)組發(fā)病前HBS分級(jí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，排除面癱不同程度對(duì)結(jié)果的影響，結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較，康復(fù)組雙側(cè)MI與相關(guān)腦區(qū)的功能連接強(qiáng)度以減弱為主，局部腦區(qū)呈現(xiàn)增強(qiáng)，且晚期康復(fù)組與早期康復(fù)組相比雙側(cè)MI的功能連接均減弱。

從3組分析結(jié)果來(lái)看，患者康復(fù)后雙側(cè)MI的功能連接與健康者比較仍有改變，且功能連接的程度以減弱狀態(tài)為主。本組前期研究面癱患者的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層面部相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)功能連接呈一致性的增強(qiáng)，與報(bào)道［10］一致，這種增強(qiáng)可能是大腦功能代償性的反應(yīng)，后隨著康復(fù)，大腦的代償性反應(yīng)逐漸減弱，功能連接強(qiáng)度也隨之逐漸減小。與對(duì)照組比較，康復(fù)組雙側(cè)MI的大腦功能連接在后扣帶回、楔前葉、額中回、顳上回、中央前回（BA6）、頂下小葉、小腦都有減弱。這些腦區(qū)多與運(yùn)動(dòng)、記憶、識(shí)別、情感功能相關(guān)。BA6為主要運(yùn)動(dòng)區(qū)域，包含“運(yùn)動(dòng)小矮人（motor homunculus）”，MI與大腦BA6區(qū)域（手部區(qū)域）功能連接的變化可能與面癱患者面部運(yùn)動(dòng)功能喪失引起的大腦運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)的代償性反應(yīng)相關(guān)。后扣帶回、楔前葉是DMN的組成部分，DMN被認(rèn)為是自發(fā)產(chǎn)生的靜息網(wǎng)絡(luò)，在視覺(jué)空間想象、情景記憶檢索、自處理操作等高度集成任務(wù)中起核心作用［11］。雙側(cè)MI面部運(yùn)動(dòng)代表區(qū)是負(fù)責(zé)面部運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，周?chē)悦姘c意味著沒(méi)有中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變或損傷，早期運(yùn)動(dòng)皮層與DMN的功能連接增加可能是一種代償性反應(yīng)。隨著面部運(yùn)動(dòng)的逐漸恢復(fù)，這種異常中斷的信號(hào)記憶也隨之減弱，運(yùn)動(dòng)皮層可能不再需要代償增強(qiáng)聯(lián)系以執(zhí)行面部的肌肉運(yùn)動(dòng)，而導(dǎo)致其連接強(qiáng)度下降。

本研究顯示，晚期康復(fù)組的功能連接強(qiáng)度較早期康復(fù)組呈一致性減弱，包括左側(cè)的顳中回、額上回、枕中回，右側(cè)后扣帶回、額內(nèi)側(cè)回、額下回、中央前回、尾狀核、額中回。這些腦區(qū)多與感覺(jué)運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)，如運(yùn)動(dòng)前區(qū)（額上回、額中回）。運(yùn)動(dòng)前區(qū)是管理軀體運(yùn)動(dòng)的高級(jí)神經(jīng)中樞，與復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)、隨意運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行等高級(jí)運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)［12］。大腦運(yùn)動(dòng)皮層發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，要求完成面部的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，而面部的肌肉癱瘓后，指令無(wú)法正確執(zhí)行，且沒(méi)有執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤指令會(huì)反饋到大腦，大腦接收到反饋信息后，會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的代償性反應(yīng)來(lái)促進(jìn)運(yùn)動(dòng)指令的執(zhí)行。運(yùn)動(dòng)前區(qū)作為周?chē)悦姘c患者腦功能重組及代償?shù)年P(guān)鍵腦區(qū)［13］，其與MI功能連接的變化可能是患者康復(fù)過(guò)程中大腦代償性機(jī)制的體現(xiàn)。隨著疾病的康復(fù)，這種反應(yīng)性的代償也隨著減弱，功能連接強(qiáng)度隨之下降。本研究顯示，與早期康復(fù)組比較，這種減弱程度在晚期康復(fù)組中表現(xiàn)更為明顯，據(jù)此推測(cè)皮層功能重組程度的增加可能是周?chē)悦姘c患者康復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)所致，即面癱康復(fù)所需時(shí)間越長(zhǎng)，皮層功能重組的程度越大。

綜上所述，周?chē)悦姘c患者在康復(fù)過(guò)程中大腦功能連接發(fā)生皮層功能重組，這種重組在面肌運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)后依然存在，且皮層功能重組程度隨康復(fù)周期的延長(zhǎng)而增大，即康復(fù)所需的時(shí)間越長(zhǎng)，皮層功能重組的程度越大。而這種皮層功能的維持時(shí)間，尚需長(zhǎng)期隨訪(fǎng)才能證實(shí)。本研究不足之處是不排除康復(fù)組與對(duì)照組年齡的差異、MRI掃描儀SNR限制對(duì)結(jié)果的影響。

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Research of functional connectivity of primary motor cortex in recovered patients suffered from bell’s palsy

XUE Qi-uju，YANG Jun，LI Chuanfu，XU Chunsheng，WU Hongli，ZHU Yifang，LIU Junping.Anhui TCM University，Hefei，230031，China.

Objective：This article aimed to detect cortical reorganization in patients of recovering from peripheral facial paralysis.Methods：37 cases of recovered patients with left side facial palsy and 19 cases of controls were recruited in this study，and the patients were divided into the early group of recovery（18 cases）and the later group of recovery（19 cases）through recovery time of 45 days.Bilateral primary motor cortex（MI）was extracted as region of interest（ROI）for functional connectivity analysis.Result：Significant differences were found in intergroup analysis between each group.The recovered group mainly showed significant decreased connectivity of the bilateral MI，compared to the controls.Significant decreased connectivity was demonstrated in the bilateral MI between the early group and the later group，after being corrected with Monte-Carlo simulation（P=0.001，α＜0.05）.Conclusion：Cortical reorganization plays an important role in recovery of peripheral facial paralysis，and it still exists after clinical recovery with the longer time of recovery，the higher degree of cortical reorganization.

Peripheral facial paralysis；Functional connectivity；Primary motor cortex

圖1～6 依次為早期康復(fù)組與對(duì)照組、晚期康復(fù)組與對(duì)照組、晚期康復(fù)組與早期康復(fù)組的左側(cè)MI（圖1，3，5）、右側(cè)MI（圖2，4，6）功能連接組間分析結(jié)果（橫軸位）（注：Monte carlo校正，P=0.001，α≤0.05，Cluster Size=7，紅色代表功能連接增強(qiáng)，藍(lán)色表示功能連接減弱；方位標(biāo)記L：左）

2015-10-29）

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.02.001

國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目（2010CB530505）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（81202768）；安徽省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（1208085MH147）；安徽中醫(yī)藥大學(xué)青年科學(xué)研究項(xiàng)目（2014qn030）；安徽中醫(yī)藥大學(xué)青年科學(xué)臨床基金（2015fy008）。

楊駿，E-mail：yangjunacup@126.com。