失语症患者语言能力的预后判断的影像学评价研究进展

          摘要： 脑卒中后失语症使脑卒中患者不能逑行正常的交流，语言功能的康复往往比肢体功能的康复更难，对患者及家庭生活质量的影响很大，本文通过对相关文献的回顾分析，旨在为建立失语症患者语言能力预后判断的影像学评价标准提供依据。 
         关键词： 失语症；脑卒中；语言能力；预后判孥；影像学评价 
         脑卒中具有“疾病与障碍共存”的特点，约有70%的脑卒中患者存在着不同程度的功能障番，其中，卒中 伴有失语症的发病率大约为28%，卒中后存活的患者中仍有10% - 180-/0遗留不同程度的言语功能障碍。失语症笈脑卒中患者不能进行正常的交流，语言功能的康复隹往比肢体功能的康复更难，对患者及家庭生活质量的影响更大。 
         语言中枢和语言神经网络自的神经病学家Broca提出“我们用左脑说 话”以来，多数学者关注左侧大脑半球的语言功能，认为一些复杂的功能如说话、阅读、书写、计算、左右 辨认等都由一侧半球即左侧大脑半球主管，因而称左 侧大脑半球为“优势半球”，近几年的研究也证明了左 侧大脑半球在语言功能方面具有的优势。在失语症的研究方面，专家也关注于左侧大脑半球病交引起 的失语，并依据对失语症患者脑解剖研究成果提出了 经典的语言中枢：听觉性言语中枢位于颞上回后部、视觉性言语中枢位于顶下小叶的角回、书写中枢位于额中回后部、运动性言语中枢位于额下回中部，并指出病 变部位不同，引起的失语症类型也不同。一些研究也为语言中枢的学说提供了证据． 对失语症的深入研究起源于19世纪，法国科学家Broca发现左侧额中回（Broca区）受损可导致词汇表达障碍，德国科学家Wernicke发现左侧颞上回后部 （Wernicke区）受损可导致词汇理解障碍。
         为此Wer-nicke认为右利手者的语言行为在左侧大脑半球有两 个特异的区。一个区在颞回，组成听词语中枢，为听语言印记储存所；另一个区则在第三额回后部，组成 词语运动中枢，为词语言语印记储存所，且认为此二区 间必然有联系，推测其联系纤维在岛叶皮质下。Wer-nicke的基本观点是不同部位病灶产生不同的失语综合征。词语运动中枢受损导致词的运动印象部分或完 全丧失，产生口语表达障碍的失语称运动性失语。听词语中枢受损导致听词语印象部分或完全丧失，产生 听理解障碍的失语称感觉性失语。Wernicke从理论上推测如两中枢联系中断可能产坐第三种失语，称为传 导性失语，为颞回到Broca的运动语言中枢的纤维通路受损。Geschwind( 1965)总结了Wernicke的观点重提联系学说。认为“Wernicke是个了解到在 形成复杂活动中脑各部分间联系的重要性。 
         复杂活动 是依靠与初级运动和感觉有关的少数功能区之间的联 系而获得的。皮质间联系中断为语言障碍的原因”。 Geschwind认为白质传导束的作用是将各种信息资料汇聚起来，这一特性使按照半球内分离来处理选择性 障碍成为可能。Geschwind对1例言语区被孤立的病 例进行了分析，该分析除了对传导性失语是一种半球 内分离提供临床证据外，还在解剖学上证实皮质性失语的基础是Broca-Wernicke复合区与左侧大脑半球其 他部位分离这一概念。Geschwind提出大脑损害部位与失语症的特殊成分有关。C-eschwind认为，以语言中 枢为中心的广泛组织破坏可能实现这种分离，破坏可 能由边界区域的梗死或严重缺氧性病变引起。Wer-nicke/Geschwind语言模式成为近代理解失语症及其 分类的基础。 但许多临床事实对这一理论提出了挑战，特别是来自于脑卒中患者的数据表明：ODWemicke区及其周围区域的损伤并不总会引起理解障碍，Broca区及其周围区域的损伤也并不总会引起词汇产生障碍；词汇产生／理 解障碍有时并不伴随Broca/Wemicke区的损伤‘明。 ②一些Broca区或Wernicke区受损的患者早期阶段出现失语症的症状，但短时症状就会消失。既往的研究 也证实语言中枢受损可以产生失语症的症状，非语言中 枢受损，同样可以产生失语症的临床症状。 大量脑功能成像的研究结果对Wernicke/Ge-schwind理论提出了更严峻的挑战。 研究显示Broca区可以被多种语言任务激活，而不局限于词汇产生任 务，甚至还能被非语言任务激活，同样，Wernicke区激活也不局限于词汇理解任务lO.ll]。相反，一些非Bro-ca/Wernicke医，如右侧额叶／颞叶、顶叶甚至枕叶、小脑和基底节、丘脑等皮层下结构，也常可被语言任务激活。一项研究发现语言功能更多地依赖于整体性的神经网络，而不是初设想的只跟某些区域相关。 认为Broca区负责词汇产生、Wernicke区负责词汇理解，大脑皮层功能可以在大脑局部精确定位的观 点是简单且片面的[14]。 临床实践和脑成像研究结果表明认知过程不是由 分离的脑区负责，而可能是由一个广泛分布的网络实 现，不同认知过程对应不同‘的功能网络。即使是在人脑静息状况下，也需要一个默认网络来维持注意等基本认知，任务状态下的激活区域在静息状态下同 样可能存在着功能上的联系。语言加工的神经基础是一个包含可明确定位关键节点（脑区）的分布式动态网络。
          尽管语言加工神经网络有一定程度 的进化和分化基础，但该网络很大程度上是靠后天学 习获得的，局部损伤后可快速代偿。脑成像研究还观察到词汇学习伴随着脑激活模式的改变，提示词汇加工不但需要神经网络整体性的协同运作，同时也是一个动态的系统，随着学习经验的增长，此神经加工网络 会发生动态的变化18-20]。 语言能力顶后与大脑半球的代偿多数失语症是由于左侧半球病变引起的，一些研究发现语言能力恢复程度主要与右侧半球语言功能区 代偿程度有关，有关脑结构的研究发现失语症恢 复的患者，右侧半球的白质纤维数量增加[231。近的一项研究也揭示了右侧半球在失语症患者语言能力恢 复中的作用，提出可以将患者右侧半球是否得到有效 激活，作为失语症患者语言能力预后判断的标准之一。但也有学者对此观点持相反意见，提出卒中后语言能力恢复的阶段性及右侧半球代偿有限性的观点。 研究者观察到语言能力恢复较好的患者，在左侧 半球残存部分激活的范围更广，提出卒中后患者的语 言功能依赖于左侧半球未受损部分皮层的大小[27]。 
         在一项探讨针灸对失语症疗效的研究中，发现那些语 言功能恢复较好的患者，左铡外铡裂区语言功能区有较多的激活‘28]，提示左侧半球在失语症的恢复过程中 同样起着一定的作用。一些学者认为失语恢复的患者 比健康志愿者更多地激活双翁大晒半球，提出重组是 一种动力学过程，在未受损半球激活较多区域的患者，恢复较差。
         一项研究表明，在失语症恢复患者 中，有些患者因为Broca区对铡的镜像区被激活，导致失语症忮复不好，语言能力预后与局部脑血流量局部脑血流量的改变可以作为评价失语症患者语言能力预后判断的指标之一，综述多数学者的研 究，可以看出不同部位的局部脑血流量可以预测患者听、说、读、写能力恢复的程度；一些学者采用经颅 多普勒比较了失语症患者及健康志愿者大脑中动脉血流速度在静息状态与执行语言任务时的变化，发现语言能力恢复较好的患者与健康志愿者血流速度的变化 基本相似，语言能力恢复差的患者，血流速度变化较 小[33]。 所有患者右侧大脑半球均有激活，提示右侧大 脑半球在失语症恢复中的作用，同时提出病变侧在卒 中发病后是否被激活，可以判断失语症的预后。据分 析，在初对失语症患者残存区域的血流量增量调节后，双侧半球激活的部位将逐渐减少，后成为基线，因此，局部脑血流量的改变可以作为评价失语症患者 语言能力预后判断的指标之一，但测量失语症患者血流动力学改变的时间点非常重要[34]。 据分析在初 对失语症患者残存区域的增量调节后，在双侧大脑半球激活的语言功能区将逐渐减少，后成为基线。
         

         一项研究显示，失语症患者的未受损半球在早期进行增量调节的同时，只有在对侧半球激活减少 的时候，受损昀半球才显示增量调节． 4影像学技术在语言能力预后判断方面的应用 快速发展的神经影像学技术为判断失语症的预后提供了影像学保证。2项先进的神经影像磁共振技术，功能磁共振( functional magnetic resonance imaging， fMRI)和弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)现用于临床方面研究卒中后失语大脑在结构上和功能 上的适应性改变。
         结构上和功能上的神经可塑性被认 为是语言功能恢复、自发恢复和／或治疗的基础。fMRI可以使大脑的活动视觉化，自发的大脑活动存在于并 联的大脑网络，可以通过静息态功能磁共振衡量，语言相关的脑活动可以通过扫描中执行语言任务获得（基于任务的fMRI）。DTI可以使主要的自更纤维束，例 如背侧和腹侧语言通路和连合纤维视觉化和量化。这2种方法均为侵入性方法。fMRI和DTI为研究在神经生理学水平上失语的恢复过程，评价失语恢复过程中 神经系统的可塑性提供了方法。这些研究有助于阐明在语言恢复中的众多因素的影响且对失语疰治疗的进一步发展至关重要[39]。绘制静息态网络可以更好理解大脑的功能结构和生理机能，并逐渐成为当代神经科学研究中的重要部分[40]。DTI技术可以通过测量
脑组织水分子扩散运动的各向异性特征，援测神经纤 维束的走向，可应用于描迷人脑结构网络连接的分布 状况。DTI在失语症中的研究集中在两个方面：一是皮质间的白质联系，如弓状纤维；二是皮质下白质，如皮质与基底节的联络纤维[42]。 孙学进等一43观察68例受试者（健康人和失语患者）弓状纤维束的磁共振 DTI部分各向异性值(fractional anisotropy，FA)及纤维 束的数量，结果显示：①正常人：弓状束左右侧对照差异不显著(P>0.05)，个体间的纤维束数量有差异；纤 维束平均向异性值左侧高于右侧(P<0.05)?②Broca失语者：弓状束左侧的纤维束数量及纤维束平均FA均较右侧减少(P<0.05)，左侧弓状束的平均FA较正常人组减少(P<0.05)，其弓状束改变主要是前端纤维束完整性破坏和移位。③Wernicke失语者：弓状束的纤维束数量及纤维束平均FA均较正常人组减少(P<0.05)，其弓状束有不同程度损伤，主要是中后部的损伤明显。④传导性失语者：弓状束的损伤主 要以功能偏利侧的中部为主，其前、中和后的FA值 明显低于正常人组(P<0.05)。从而得出结论：①弓状束是联系Broca区及Wernicke区间重要联合纤维衷，在语言功能的完成中具有重要的作用．但个体间夸在左右侧的数量及结构的差异。②失语症弓状束笺有不同程度损伤，损伤部位与失语类型有关，同时 弓状束损伤程度与预后密切相关。独立成分分析方三(independent component analysis，ICA)是处理脑成 童数据的一种重要方法，是盲信号分离( blindSource separation，BSS)的一个重要解决方法，空间独立成分分析可以实现fMRI信号的盲源分离。ICA应用在 fMRI数据分析中，可以同时得到多个空间上相对独立的大脑功能网络，区分出认知不同阶段所涉及的 脑区集合；静息态功能连接( resting state functionalconnectivitv，RSFC)是度量不同脑区间信息交互的一种有效手段，有助于揭示脑功能模块的内部结构‘45。 王维卓等[46]对10例脑梗死运动性失语患者静息态 功能连接观察发现健康对照组静息态下多个脑区体 素( voxel)与Broca区低频信号波动呈正相关。患者 组与健康对照组相比，Broca区与其周围邻近脑区的功能连接增强显著，而其对侧半球脑区与Broca区 的功能连接降低，但与部分小脑、枕叶、颞中回及胼
胝体压部的功能连接增强。从而待出静息态存在广泛的运动性语言功能网络，右前扣带回、胼胝体膝及半球在运动性语言功能网络中发挥重要作用，Broca区周围邻近脑区及右小脑、枕叶、颞中回及胼胝体压 部与Broca区功能连接增强可能是脑梗死运动性失语症患者语言恢复的重塑代偿机制之一。之前对 失语患者的研究主要基于标准的神经功能影像分析，近的研究发现功能连接分析可以检测标准分析查觉不到的到代偿活动。Marcotte等研究了9名接受语义特征分析治疗患者默认模式网络的改 变。
         这项研究发现强化治疗加强了默认模式网络后 部的集成，与此同时语言能力也有所提高，两者虽然 并没有达到差异有显著性，但这种趋势提示治疗前默认模式网络的集成可能可以预测治疗结局，通过功能连接可以更好理解失语中语义特征的影响； Grangei‘因果分析(Granger causality anal'vsis，GCA)是 研究时间序列之间因果关系的一种常用方法，1999年B ernasconi将因果分析的概念引入神经科学研究， 通过分析在不同区域细胞外记录的局部场电位间的因果关系，研究皮层不同区域间的有向联系L48]，2003年Goebel证实了Cranger因果分析也能应周于fMRI数据F491。CCA可以推断在功能上前一个脑区对后 一个脑区的影响[50]。脑功能信号的因果分析方法越来越受研究者们的关注，基于因果分析方法的脑功 能机制研究被迅速应用于脑的运动功能、认知功能、 视觉、语言及特殊神经系统疾病。随着影像技术的发展，可以综合应用这些神经影像学新技术，建立失 语症患者语言能力预后判断的影像学评价标准。