喉癌術(shù)后患者不同恢復(fù)階段功能腦區(qū)的變化

喉癌術(shù)后患者不同恢復(fù)階段功能腦區(qū)的變化

喉嚨腫瘤是牙科常見(jiàn)病的腫瘤之一。當(dāng)所有喉嚨切除術(shù)的患者失去語(yǔ)言功能時(shí)，正常的通訊受到很大限制。長(zhǎng)期缺乏交流和自閉會(huì)導(dǎo)致患者身心狀態(tài)降低,因此這些患者術(shù)后的語(yǔ)言康復(fù),對(duì)于提高他們的生存質(zhì)量和樹(shù)立戰(zhàn)勝疾病的信心具有十分重要的意義。本研究采用磁共振腦功能成像(fMRI)技術(shù),通過(guò)對(duì)喉癌術(shù)后患者進(jìn)行隨訪,觀察聲音重建過(guò)程中的相應(yīng)腦功能區(qū)域的變化,從而了解喉癌術(shù)后發(fā)音與語(yǔ)言功能腦區(qū)的整合機(jī)制。通過(guò)此項(xiàng)研究,可指導(dǎo)在術(shù)后的不同階段進(jìn)行針對(duì)性的康復(fù)訓(xùn)練,從而提高語(yǔ)言康復(fù)的效果;而另一方面,我們也可以通過(guò)此研究了解人腦的神經(jīng)恢復(fù)特點(diǎn)。1數(shù)據(jù)和方法1.1健康志愿者選擇18例咽喉癌進(jìn)行全喉切除患者,其中男14例,女4例,年齡47～71歲,平均58.4歲,母語(yǔ)為漢語(yǔ),小學(xué)以上文化程度,右利手,無(wú)顱腦和精神疾病。術(shù)后采用發(fā)音管進(jìn)行食管發(fā)音。對(duì)患者定期復(fù)查(通常間隔1個(gè)月),每例至少檢查2次,最多者檢查5次,全部患者無(wú)失訪。正常對(duì)照組選擇18名健康志愿者,其中男14名,女4名,年齡51～65歲,平均56.7歲。其他條件與患者組相同。1.2保壓板上的掃描實(shí)驗(yàn)任務(wù)包括兩種水平的任務(wù),分別為朗讀音節(jié)“i”和朗讀常用的雙字詞。實(shí)驗(yàn)前每名受試者都進(jìn)行發(fā)音訓(xùn)練,以達(dá)到認(rèn)真配合。受試者平臥于磁共振檢查床上,雙眼通過(guò)頭線圈上方的反光鏡觀察足側(cè)的投影屏幕,頭部采用頭帶和海綿墊固定。每個(gè)“i”和漢字刺激呈現(xiàn)1s,靜息期要求受試者注視屏幕上所呈現(xiàn)的“+”,避免雙眼轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用快速事件相關(guān)設(shè)計(jì)(FastEvent-RelatedDesign),不同水平的任務(wù)分別進(jìn)行,每次進(jìn)行15次任務(wù)刺激,刺激與刺激之間的間隔隨機(jī)化,最短間隔6s,最長(zhǎng)間隔21s,平均12s。1.3患者一般情況評(píng)分每次進(jìn)行fMRI檢查前按照無(wú)喉言語(yǔ)隨訪表對(duì)患者進(jìn)行無(wú)喉言語(yǔ)評(píng)估,根據(jù)最長(zhǎng)發(fā)音時(shí)間、聽(tīng)距、可懂度、流利度和誤吸情況進(jìn)行評(píng)分,每項(xiàng)內(nèi)容分別給予0～4分。根據(jù)上述評(píng)分結(jié)果將患者分為三組:1組,發(fā)音差組,評(píng)分在5分以下,平均4.0分;2組,發(fā)音中等組,評(píng)分5～10分,平均8.6分;3組,發(fā)音較好組,評(píng)分10分以上,平均13.8分。其中1組11人次,2組13人次,3組15人次。1.4海相e-epi序列及數(shù)據(jù)采集磁共振掃描采用MarconiEclipse1.5T全身超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng),標(biāo)準(zhǔn)正交頭線圈。采用SE-EPI序列進(jìn)行掃描,TR3000ms,TE40ms,視野240mm×240mm,矩陣64×64,層厚5mm,間隔1mm,層數(shù)20,95幀/層,共計(jì)1900層。而后采集二維橫斷SET1WI和三維RF-FAST解剖像。隨訪FMRI的同時(shí),也對(duì)患者的頸部檢查觀察全喉切除術(shù)后的改變,以除外喉部異常改變。1.5激活區(qū)的相關(guān)性采用AFNI軟件對(duì)每名受試者的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,采用反卷積和多重線性回歸分析方法對(duì)激活區(qū)進(jìn)行分析,若相關(guān)系數(shù)≥0.40(P≤9.4×10-4),認(rèn)為該區(qū)與相關(guān)任務(wù)有可靠的相關(guān)性,記錄激活體素的大小和最大激活強(qiáng)度的變化率。采用SPSS11.0對(duì)1、2、3組患者和正常組的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),激活區(qū)的范圍大小和強(qiáng)度變化率進(jìn)行單因素方差分析;對(duì)于部分其他興趣腦區(qū)在四組中出現(xiàn)的激活頻率進(jìn)行χ2檢驗(yàn)。如果P值<0.05,則認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2結(jié)果2.1有效數(shù)據(jù)的次數(shù)各組受試者在完成朗讀“i”和朗讀詞任務(wù)時(shí),部分受試者的頭動(dòng)范圍較大,如果頭動(dòng)超過(guò)0.5個(gè)體素大小,則其數(shù)據(jù)被剔除,有效數(shù)據(jù)的人次見(jiàn)表1。三組患者和正常組激活腦區(qū)的范圍大致相同,主要激活區(qū)包括雙側(cè)的額上回、額中回、額下回、中央前回、中央后回、SMA、顳上回、顳中回、頂上小葉、頂下小葉、扣帶前回、扣帶后回、緣上回、島葉、海馬旁回、豆?fàn)詈?、楔葉、梭狀回、舌狀回和小腦半球。2.2組患者左側(cè)sma和左扣帶前回激活體素和強(qiáng)度變化率比較從組間激活區(qū)體素和強(qiáng)度變化率的單因素方差分析顯示,左側(cè)額中回、左側(cè)SMA和左側(cè)扣帶前回激活體素和強(qiáng)度變化率各組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,經(jīng)過(guò)兩兩比較,上述三個(gè)區(qū)域的激活體素和強(qiáng)度變化率在2組明顯大于其他組,其他組間差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖1、2)。2.3組激活體素和強(qiáng)度變化率比較從組間激活區(qū)體素和強(qiáng)度變化率的單因素方差分析顯示,左側(cè)額中回、左側(cè)中央前回、左側(cè)中央后回、左側(cè)SMA和右側(cè)梭狀回區(qū)域激活體素和強(qiáng)度變化率各組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,經(jīng)過(guò)兩兩比較,上述五個(gè)區(qū)域的激活體素和強(qiáng)度變化率在2組明顯大于其他組,其他組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖3、4)。2.4各組患者的激活頻率對(duì)島葉、豆?fàn)詈?、緣上回、角回和海馬旁回的激活頻率情況進(jìn)行分析,對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn),其中島葉、豆?fàn)詈撕秃ｑR旁回的激活頻率在各組之間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。島葉在所有患者的1、2、3組激活頻率均大于正常組,前三組間激活頻率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;豆?fàn)詈伺c海馬旁回:2組和3組激活頻率大于1組和正常組,2組和3組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,1組和正常組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2、3)。3語(yǔ)言功能腦區(qū)的功能激活由于患者語(yǔ)言恢復(fù)速度有較大差異,因此筆者根據(jù)患者的恢復(fù)程度進(jìn)行評(píng)分,將患者分為三組:發(fā)音差組(1組)、中等組(2組)和發(fā)音良組(3組)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),各組患者與正常人發(fā)音的主要功能腦區(qū)位置大體一致,未發(fā)現(xiàn)新的腦區(qū)激活,說(shuō)明喉癌患者在發(fā)音重建過(guò)程中語(yǔ)言功能腦區(qū)的位置并沒(méi)有發(fā)生改變,仍以額葉、顳葉和枕葉相關(guān)腦區(qū)為主,與傳統(tǒng)的語(yǔ)言功能腦區(qū)一致。但是,對(duì)不同恢復(fù)階段的激活情況,部分腦區(qū)的激活體素和強(qiáng)度變化率在各組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義:在音節(jié)任務(wù)時(shí),左側(cè)額中回、左側(cè)SMA和左側(cè)扣帶前回的激活體素和強(qiáng)度變化率;在完成朗讀詞任務(wù)時(shí),左側(cè)額中回、左側(cè)中央前回、左側(cè)中央后回、左側(cè)SMA和右側(cè)梭狀回的激活體素和強(qiáng)度變化率,第2組明顯大于其他組。而第2組恰恰是患者語(yǔ)言功能恢復(fù)最為迅速的階段,從中可以看出語(yǔ)言恢復(fù)與上述這些區(qū)域有密切聯(lián)系。它們?cè)谶@期間發(fā)揮著學(xué)習(xí)作用,以指導(dǎo)患者更好地發(fā)音。但是,在語(yǔ)言恢復(fù)階段的后期(第3組),上述區(qū)域激活體素和強(qiáng)度變化率又有所下降,與正常人相同。因此認(rèn)為,此時(shí)患者已經(jīng)掌握了發(fā)音技術(shù),上述腦區(qū)的學(xué)習(xí)和指導(dǎo)效應(yīng)弱化,激活情況也就不再顯著。中央前回和SMA是運(yùn)動(dòng)功能執(zhí)行區(qū)域,患者為了能夠發(fā)出聲音,要更加努力,因此激活體素和強(qiáng)度變化率增大,在后期由于發(fā)音技術(shù)的掌握其功能有所弱化。中央后回是第一軀體感覺(jué)區(qū),此區(qū)域的異常激活,可能與患者在感覺(jué)自己的發(fā)音效果,以作出相應(yīng)調(diào)整有關(guān)。扣帶前回可參與執(zhí)行功能,監(jiān)測(cè)動(dòng)作的進(jìn)行與結(jié)果情況,對(duì)相關(guān)腦區(qū)進(jìn)行有效的配置。扣帶前回的損傷在臨床上會(huì)引起語(yǔ)言障礙,PET研究也發(fā)現(xiàn)詞匯加工任務(wù)中扣帶前回和下部前額葉皮層同時(shí)被激活,并且詞匯的難度與扣帶前回的激活呈正相關(guān)。這樣,扣帶前回在第2組患者中的顯著激活,可能反映了大腦對(duì)完成發(fā)音任務(wù)的高級(jí)調(diào)控。許多研究發(fā)現(xiàn),左側(cè)額中回介導(dǎo)了空間工作記憶和詞語(yǔ)工作記憶,參與構(gòu)成中央執(zhí)行系統(tǒng)(CES)進(jìn)行注意控制和詞匯與空間記憶的短期緩沖。本研究顯示,該區(qū)域在患者語(yǔ)言恢復(fù)階段也發(fā)揮著重要作用。此外,本研究還發(fā)現(xiàn),島葉在所有患者組的激活頻率均大于正常組;豆?fàn)詈撕秃ｑR旁回在2組和3組激活頻率大于1組和正常組。有研究顯示,島葉可能整合發(fā)聲的相關(guān)結(jié)構(gòu),參與發(fā)音關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào),聲道肌肉和形態(tài)的控制。本研究結(jié)果表明,喉癌患者在發(fā)音過(guò)程中要比正常人更多地依賴島葉的語(yǔ)言功能。基底神經(jīng)節(jié)和其他一系列的皮層下結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)上都認(rèn)為與運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)功能有關(guān)。但最近的很多研究顯示,基底神經(jīng)節(jié)可能參與語(yǔ)言有關(guān)的記憶、語(yǔ)義處理和邏輯推理等復(fù)雜的認(rèn)知功能。筆者的研究中也觀察到了豆?fàn)詈思せ钋闆r的差異,有學(xué)者認(rèn)為Broca區(qū)與基底神經(jīng)節(jié)是大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一部分。這些皮層下結(jié)構(gòu)可