利用扩散张量成像技术预测皮质脊髓束完整性与临床因素对中风后运动功能恢复的影响

《Clinical Neurophysiology》：Predictive value of corticospinal tract integrity and clinical factors for post-stroke motor recovery using diffusion tensor imaging

皮质脊髓束（CST）初始完整性及临床评估与脑卒中后6个月运动恢复相关，但随访CST评估未显著提升预测效能。基线FNr、FMA评分及上肢肌力独立预测运动预后，模型解释方差达71.3%-75.6%。严重运动障碍患者中，保留CST完整性者FMA总评分显著更高。

　　

朴智熙（Jihee Park）| 李世光（Sekwang Lee）| 那允惠（Yoonhye Na）| 趙敏在（Minjae Cho）| 崔成范（Sung-Bom Pyun）

韩国首尔韩国大学医学院Anam医院物理医学与康复系

摘要

目的

本研究旨在探讨初始皮质脊髓束（CST）的完整性与临床评估是否与中风后的运动恢复相关，以及随访CST评估是否能为预测结果提供额外的解释价值。

方法

80名中风患者在亚急性和慢性阶段接受了扩散张量束成像（DTT）检查。6个月时的运动恢复情况通过Fugl–Meyer评估（FMA）进行评估。基线CST完整性通过纤维数量比（FNr）进行量化。通过多元回归分析来确定基线和随访CST完整性的解释作用。

结果

初始FNr、FMA评分和肌肉力量与运动恢复独立相关。纳入随访CST完整性并未显著增加运动结果的可解释方差比例。在严重运动障碍患者（初始FMA评分<20）中，比较了CST保持完整组和受损组之间的运动结果。

结论

初始CST完整性和临床因素与运动恢复独立相关，而随访DTT并未提供显著的额外解释价值。早期评估有助于预后评估和康复计划制定，即使对于重度中风患者也是如此。

意义

早期CST完整性与运动恢复独立相关，这支持其作为中风康复预后生物标志物的潜力。

引言

中风仍然是全球成人长期残疾的主要原因，恢复运动功能对于患者重新获得独立生活至关重要（Stinear, 2017; Alawieh et al., 2018）。大约60%的中风幸存者会出现运动障碍，这通常会导致中风后第一年内出现长期残疾（Cauraugh et al., 2000）。这些障碍显著降低了生活质量，并限制了患者独立完成日常基本活动的能力（Stinear, 2017; Kim, 2022）。

中风后的神经恢复是一个复杂、多因素和动态的过程，导致不同程度的运动改善（Alawieh et al., 2018; van der Vliet et al., 2020）。纵向研究证据表明，恢复遵循时间依赖的模式（van der Vliet et al., 2020）。尽管在中风后的头几个月内经常会出现显著的功能改善，但预测恢复的程度和持续时间仍然具有挑战性。确定患者何时达到功能改善的最大潜力仍然具有挑战性（Wade and Hewer, 1987; Stinear et al., 2007）。因此，识别能够反映中风恢复机制的可靠生物标志物至关重要（Boyd et al., 2017）。这样的生物标志物可以帮助临床医生设定康复目标、选择适当的治疗策略和规划出院计划，同时也能了解影响恢复的因素（Bernhardt et al., 2016; Kim and Winstein, 2017）。

对于严重障碍患者来说，预测运动恢复尤其具有挑战性，因为不同个体的恢复能力各不相同（Puig et al., 2017）。神经影像学的最新进展强调了扩散张量束成像（DTT）作为一种有价值的技术，它源自扩散张量成像（DTI），可用于评估运动通路的完整性和预测中风后的功能结果（Jang et al., 2008; Stinear, 2017）。DTT能够可视化大脑中的白质束，包括皮质脊髓束（CST），并提供纤维数量（FN）、轴突长度、分数各向异性（FA）和其他扩散指数等定量参数（Kim et al., 2015; Stinear, 2017）。CST是负责人类自主运动控制的主要神经通路，在中风后的运动恢复中起着关键作用（Kim et al., 2015）。已经提出了几种CST恢复机制，包括通过原始CST通路的恢复、病变周围重组以及受伤CST的皮质起源变化，通常涉及向初级运动皮层的转移（Jang et al., 2006; Kwon and Jang, 2012; Yeo and Jang, 2012; Rong et al., 2014; Jang et al., 2019）。

先前的研究已经报告了基于DTI的CST完整性与中风后运动恢复之间的显著关联（Stinear et al., 2006; Rong et al., 2014; Kumar et al., 2016; Kim et al., 2018; Jang et al., 2019）。例如，Bigourdan等人证明，反映初始CST完整性的早期FN比率（FNr）可以预测后续的运动结果（Bigourdan et al., 2016）。然而，在慢性阶段解释CST完整性需要谨慎。Jang等人报告了频繁的假阴性结果，即尽管DTI显示CST受损，患者的运动恢复情况良好（Jang et al., 2022）。这些发现引发了关于慢性阶段CST完整性测量是否提供了超出初始影像学发现的额外预后价值的问题。

因此，本研究旨在确定初始CST完整性和临床评估是否与中风后的运动恢复独立相关，并评估其预后价值。此外，还构建了基线回归模型，以检查随访CST完整性是否在基线评估之外提供额外的解释能力。

参与者

数据来自韩国大学Anam医院前瞻性中风结果预测（STOP）数据库中的中风患者。STOP数据库收集临床、神经生理和神经影像数据，以预测包括运动、认知和语言功能在内的功能结果。STOP数据库已在临床研究信息服务处注册（注册号：KCT0005909）。606名患者在亚急性和慢性阶段接受了DTI检查，他们的医疗记录被纳入分析。

参与者的基本特征和功能测量

80名参与者的 demographic 和临床特征总结在表1中。平均年龄为63.30 ± 13.06岁（范围：30–89岁），男女比例相等。其中58人患有脑梗死，22人患有脑内出血。所有功能评估（包括MMSE、FMA、MMT、BBS、MFT、FAC和MBI）在6个月随访时均显示出显著改善（p < 0.001）。

基于CST完整性和临床变量的基线预后回归模型

逐步多元回归分析

讨论

本研究表明，初始CST完整性、基线运动功能和上肢力量是中风后6个月运动结果的关键预后因素。相比之下，随访CST完整性的额外预后价值有限。这些发现与之前的研究结果一致，这些研究强调了早期CST评估的预测能力（Bigourdan et al., 2016; Stinear, 2017）。本研究中开发的回归模型显示出强大的解释能力。

结论

初始FNr、初始运动功能和上肢力量被确定为中风后6个月运动恢复的显著预后因素。回归模型显示出显著的解释能力（FMA总分71.3%，FMA上肢部分75.6%），支持早期CST完整性评估的预后相关性。值得注意的是，在严重受影响的患者中观察到的显著交互作用表明，CST完整性的影响随着基线运动功能的提高而变得更加明显。

资助

本工作得到了韩国政府资助的韩国国家研究基金会的支持（编号：2022R1A2B5B02001673）。

利益冲突声明

作者声明他们在本研究的研究实施、作者身份和/或文章发表方面没有利益冲突。

致谢

作者感谢韩国大学Anam医院康复医学系的所有参与者和同事对本研究的宝贵贡献。