fMRI成像技术在OSAHS患者中的临床价值研究_叶辉.pdf

转化医学杂志 2022年12月 第11卷 第6期Translational Medicine Journal,Vo1.11 NO.6,Dec 2022fMRI成像技术在OSAHS患者中的临床价值研究叶辉，许晓金，冯世强，王伊梦，刘静 摘要 目的 采用fMRI图像处理技术对阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea-hypopneasyndrome,OSAHS）患者神经影像学进行研究，运用ReHo法探索患者脑功能及结构变化。方法选取 2021 年 1月-2022 年 12 月厦门市海沧医院就诊的 20 例OSAHS患者作为研究对象，另选同期来院体检的健康志愿者 20 例作为健康对照组，分析比较两组受试者的一般情况并对两组患者进行睡眠监测，同时进行fMRI检查，并运用ReHo法对各组及两组间受试者睡眠前后脑区功能改变情况进行比较。结果两组受试者一般情况资料差异无统计学意义（P0.05），健康对照组 AHI（2.351.27）低于 OSAHS 组（32.9314.90），最低 SpO2 值（88.253.01）高于OSAHS组（67.258.06），差异均有统计学意义（P0.05）。健康人群睡眠后ReHo增强脑区有左右侧颞下回、左右侧前扣带回、右侧杏仁核、右侧海马，减弱脑区有左右侧前额叶、左右顶叶。OSAHS患者睡眠后ReHo增强脑区有左右侧颞下回、右侧脑干，减弱脑区有右侧额中回、两侧额上回及右侧顶下小叶。与健康对照组对比，在OSAHS组中，增强脑区有左右侧小脑后叶、右侧脑干，减弱脑区有右侧额中回、左侧顶下小叶、两侧额上回。结论OSAHS患者的多个脑区ReHo值均有变化，说明间断性缺氧对患者的脑功能产生了一定影响。关键词 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征；脑网络功能；呼吸暂停低通气指数；最低SpO2值；睡眠监测 中图分类号 R766 文献标志码 A 文章编号 2095-3097（2022）06-0374-04doi:10.3969/j.issn.2095-3097.2022.06.010Study on clinical value of fMRI imaging technique in OSAHS patientsYE Hui1,XU Xiaojin2,FENG Shiqiang1,WANG Yimeng1,LIU Jing1(1.Xiamen Haicang hospital,otorhinolaryngology head and neck surgery,Xiamen Fujian 361026,China;2.Xiamen Haicang hospital,radiology department,Xiamen Fujian 361026,china)Abstract Objective To study the neuroimaging of OSAHS patients with fMRI image processing technologyand explore the changes of brain function and structure by ReHo method.MethodsA total of 20 OSAHS patients admitted to Xiamen haicang hospital were selected as a research object,and 20 healthy volunteers were selected as healthycontrol group at the same period.The general situation of two groups was analyzed.Polysomnography(PSG)and fMRIwere performed in the two groups,and ReHo method was used to compare the changes of brain function before and after sleep in each group and between the two groups.ResultsThere was no significant difference in general data(P0.05)between the two groups.The AHI(2.35 1.27)in the healthy control group was lower than that in the OSAHSgroup(32.93 14.90),and the lowest SpO2(88.25 3.01)was higher than that in the OSAHS group(67.25 8.06)(P 0.05）；OSAHS 组睡眠监测AHI 值高于健康对照组，最低 SpO2 数值低于健康对照组，差异有统计学意义（P0.05）。见表1。2.2 健康对照组睡眠前后ReHo改变脑区 健康对照组睡眠后，ReHo增强脑区有左右侧颞下回、左右侧前扣带回、右侧杏仁核、右侧海马，减弱脑区有左右侧前额叶、左右顶叶。见表2。扣带回、海马等与记忆及默认网络有关，对缺氧敏感；额叶、顶叶与情景记忆和逻辑有关，睡眠后活动减弱。2.3 OSAHS患者睡眠前后ReHo改变脑区 OSAHS患者睡眠后，ReHo增强脑区有左右侧颞下回、右侧组别OSAHS组（n=20）健康对照组(n=20)t 值P 值年龄38.5511.4237.559.770.2970.786AHI32.9314.902.351.279.1430.001最低SpO267.258.0688.253.01-10.9190.001表1 一般情况及睡眠监测结果（xs)ReHo增强脑区减弱脑区脑区右侧颞下回左侧颞下回右侧前扣带回左侧前扣带回右侧杏仁核右侧海马左侧前额叶右侧前额叶右侧顶叶左侧顶叶体素576315419597857743619978538473t 值6.3573.6744.1585.3367.2357.127-6.578-7.837-4.971-4.326P 值0.010.010.010.010.010.010.010.010.010.01坐标24、-71、-15-24、-70、-135、4、30-7、5、2822、-2、-1530、-3、-24-43、15、042、16、030、-55、38-35、-60、-36表2 健康对照组睡眠前后 ReHo 改变脑区 375转化医学杂志 2022年12月 第11卷 第6期Translational Medicine Journal,Vo1.11 NO.6,Dec 2022脑干，减弱脑区有右侧额中回、两侧额上回及右侧顶下小叶。见表3。2.4OSAHS患者与健康对照组比较睡眠前后ReHo改变脑区 两组对比增强脑区有左右侧小脑后叶、右侧脑干，减弱脑区有右侧额中回、左侧顶下小叶、两侧额上回，见表4。3讨论OSAHS是以睡眠时反复发生间断性的上气道阻塞而引起打鼾、呼吸暂停及睡眠结构紊乱，临床主要特点为反复缺氧和高碳酸血症。缺氧时大脑细胞代谢产生的活性氧自由基，多巴胺、5-HT、乙酰胆碱等在脑血管中大量堆积，可能影响血管结构和内皮细胞功能；并且间歇性缺氧可能导致神经组织的氧化应激损伤，引起神经细胞退行性病变，大脑海马体萎缩等表现，进而造成认知功能障碍13。经持续正压通气治疗（continuous positive airwaypressure,CPAP）治疗的OSAHS患者情景记忆、短期记忆能力、执行能力均有所改善，提示CPAP治疗能够改善老年患者的认知功能，这可能与CPAP降低了老年人睡眠时大脑的缺氧程度有关。Castronovo 等14进行的 CPAP 干预 OSAHS 患者认知功能的前瞻性对照实验，结果发现CPAP治疗不仅能够有效改善记忆力、注意力以及执行能力，而且通过弥散张量成像测量OSAHS患者的大脑白质完整性发现，认知障碍区域的白质异常出现了逆转。ReHo是一种针对脑局部活动的分析方法，其理论基础为在特定条件下某功能脑区内的体素与邻近体素存在时间序列上的较高一致性。通过肯德尔和谐系数表示不相邻体素之间时间序列上的一致性，间接反映局部脑区神经元活动的同步性15。ReHo值增高，表明局部脑区神经元活动在时间上趋于同步,反之则表明神经元活动的一致性降低，提示该脑区神经元活动异常，有可能是神经元之间相互联系发生紊乱或神经元本身的病变。该方法对局部区域的功能同步性较为敏感，其优势主要是能较好地定位差异的脑区16。OSAHS的脑网络较为复杂，脑内各个区域的功能不是独立的，而是相互连接相互影响的。在静息状态下，大脑存在默认网络、视觉、听觉网络等静息态网络，但大脑也不是完全静止的，仍存在特殊的活动。若外界环境对大脑造成一定刺激，上述网络会受到影响，由其组成的脑区也会受到影响，脑功能由此改变17。AHI作为主要判定标准，夜间最低 SpO2可以作为划分 OSAHS疾病程度的参考指标18。患者发病后常引起睡眠障碍，临床多表现为睡眠减少、夜间睡眠质量差及觉醒时间长等。持续的OSAHS将会增加反复发作的夜间低氧血症、高碳酸血症的发生率。随着 OSAHS 患者的疾病进展，OSAHS患者夜间有很大几率出现间歇性缺氧、憋气等症状。颞下回、扣带回、前额叶、左右顶叶、左右侧前扣带回、右侧杏仁核、海马、左右侧前额叶、左右顶叶、右侧海马等结构存在较高的氧耗代谢，是全脑网络动力学的核心19。OSAHS患者局部脑区缺氧引起的反馈性局部网络活动增强，推测可能是为维持大脑正常功能所引起的代偿作用。既往利用功能连接性的分析方法对OSAHS患者默认网络的研究发现了异常20。本研究检测了OSAHS患者多个脑区ReHo值的变化，以期探究其值与患者脑功能的关系。ReHo是通过计算肯德尔系数来对脑组织活动进行反映的一种技术。本研究结果显示：健康对照组睡眠后，ReHo增强脑区有左右侧颞下回、左右侧前扣带回、右侧杏仁核、右侧海马，减弱脑区有左右侧前额叶、左右顶叶。OSAHS患者睡眠后，ReHo增强脑区有左右侧颞下回、右侧脑干，减弱脑区有右侧额中回、两侧额上回及右侧顶下小叶。ReHo增高会提高脑区的一致性，ReHo减低则相反。有研究发现，OSAHS患者双侧小脑后叶、右侧脑干、左侧基底节区、右侧枕叶、左侧颞叶脑区ReHo值会出现增加趋势，而右侧额中回、双侧额上回、右侧顶下小叶是ReHo值减弱的脑区，与本研究结果有类似之处21。结合以上结果与本研究结果，发现左右侧小脑后叶、右侧脑干脑区增强与右侧额中回、左侧顶下小叶、两侧额上回脑区减弱可以预测OSAHS患者脑功能的改变情况。注意力的控制与左侧顶下小叶的改变有关，记忆力的储存与右侧额中回的改变相关，脑干具有调控上呼吸道肌肉的作用。研究指出OSAHS患者的ReHo值增高区包括右侧小脑半球、海马旁回等与感觉运动有关的脑区；ReHoReHo增强脑区减弱脑区脑区右侧颞下回左侧颞下回右侧脑干右侧额中回两侧额上回右侧顶下小叶体素467327518319189275t 值4.0913.6825.8723.6133.0713.252P 值0.010.010.010.010.010.01坐标25、-70、-15-24、-69、-1316、-16、-1630、32、350、55、2540、-45、38表3 OSAHS患者睡眠前后ReHo改变脑区ReHo增强脑区减弱脑区脑区右侧小脑后叶左侧小脑后叶右侧脑干右侧额中回左侧顶下小叶两侧额上回体素213197668263469198t 值4.7964.5765.643-3.447-4.376-3.338P 值0.010.010.010.010.010.01坐标9、-65、-42-10、-69、-4517、-17、-1631、35、35-39、-55、380、58、28表4 OSAHS患者与健康人群比较睡眠前后ReHo改变脑区 376转