管文婷 劉 斌 張 楚張晶晶

1.南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院影像中心(江蘇 淮安 223300)

2.東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院放射科(江蘇 南京 210009)

3.蘇州市第九人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科(江蘇 蘇州 215200)

阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea，OSA)是一種常見的睡眠呼吸障礙疾病，其患者常表現(xiàn)為大聲打鼾、夜間多次醒來以及白天嗜睡等，主要是由于睡眠期間反復(fù)上呼吸道塌陷、肺容量狹小等原因?qū)е?，研究?bào)道未經(jīng)治療的OSA患者容易并發(fā)心腦血管疾病、糖尿病以及認(rèn)知障礙等，OSA嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致患者死亡，而一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，輕度、中度及重度OSA的發(fā)病率分別為10%、3.8%及6.5%，發(fā)病率較高，且患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)隨OSA的嚴(yán)重程度而明顯增加[1-2]。由于臨床特征不明顯，OSA患者經(jīng)常被忽視，因此加強(qiáng)OSA的鑒定診斷至關(guān)重要。神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)是診斷OSA的有效方法之一，其中功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)是一種可以反映腦活動(dòng)的影像學(xué)技術(shù)，可以測(cè)量患者的腦血流量、血氧含量等指標(biāo)，并對(duì)大腦的功能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究[3-4]。但是目前對(duì)于OSA患者受到的神經(jīng)損害機(jī)制研究尚未明確，本文回顧分析2017年4月至2020年4月我院收治的OSA患者的fMRI神經(jīng)影像學(xué)資料，分析其小世界網(wǎng)絡(luò)屬性，以期進(jìn)一步完善OSA患者神經(jīng)功能缺損相關(guān)機(jī)制的研究，為提高臨床fMRI診斷OSA的認(rèn)知水平提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取我院2017年4月至2020年4月收治的40例OSA患者。以O(shè)SA患者為OSA組，另選取40名體檢健康的正常人為對(duì)照組。

納入標(biāo)準(zhǔn)：60歲＞年齡＞20歲；OSA患者符合相關(guān)文獻(xiàn)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]。排除標(biāo)準(zhǔn)：患由其他睡眠呼吸相關(guān)性疾?。簧窠?jīng)功能障礙；合并高血壓、糖尿病；MRI檢查禁忌證；酗酒者。入院時(shí)收集OSA組與對(duì)照組的一般臨床資料信息包括年齡、性別、受教育程度以及體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)等。本次研究符合《赫爾辛基宣言》相關(guān)要求。

1.2 方法所有受試者均使用3.0T磁共振掃描儀(MAGNETOM Prisma，西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司)和頭部8通道聯(lián)合線圈采集顱腦信息。受試者掃描期間戴耳塞、眼罩，閉目平躺保持安靜。使用快速梯度平面回波掃描采集fMRI數(shù)據(jù)：TR/TE(2000ms/40ms)，翻轉(zhuǎn)角90°，視野230mm×230mm，矩陣64×64，層厚4.0mm，間距1.2mm，層數(shù)30。3D高分辨容積掃描參數(shù)：TR/TE 1900ms/2.2ms，矩陣256×256，視野250mm×250mm，層厚1.0mm，間距0，層數(shù)176。將所有采集數(shù)據(jù)傳至工作站進(jìn)行處理。參照相關(guān)文獻(xiàn)方法[6]建立默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)(default mode network，DMN)模型，在DMN腦區(qū)選取共選取感興趣區(qū)(region of interesting，ROI)，計(jì)算DMN功能網(wǎng)絡(luò)整體屬性和局部屬性(稀疏度0.1~0.2，步長(zhǎng)0.01)，整體屬性包括聚類系數(shù)(Cp)、標(biāo)準(zhǔn)化聚類系數(shù)(γ)、最短路徑長(zhǎng)度(Lp)、標(biāo)準(zhǔn)化最短路徑長(zhǎng)度(h)、小世界指數(shù)(σ)、整體效率(Eglob)以及局部效率(Eloc)并計(jì)算各整體屬性的曲線下面積；局部屬性包括節(jié)點(diǎn)度、節(jié)點(diǎn)介素以及節(jié)點(diǎn)效率。

1.3 觀察指標(biāo)入院時(shí)當(dāng)晚對(duì)所有受試者進(jìn)行睡眠監(jiān)測(cè)(polysomnography，PSG)，持續(xù)監(jiān)測(cè)超過7h，檢查當(dāng)天禁止飲酒及含咖啡因的飲品、吸煙以及睡眠類、精神類藥物。使用睡眠系統(tǒng)(Embla N7000，北京市中美特新醫(yī)療用品有限責(zé)任公司)采集受試者的腦電圖、心電圖、肌電圖、鼾聲、血氧飽和度、呼吸頻率以及體位等，根據(jù)采集結(jié)果計(jì)算呼吸紊亂指數(shù)(apnea hypopnea index，AHI)和氧減指數(shù)(oxygen desaturation index，ODI)等相關(guān)指標(biāo)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法本研究使用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量數(shù)據(jù)結(jié)果以(±s)表示，組內(nèi)配對(duì)t檢驗(yàn)，組間獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用例(%)描述，χ2檢驗(yàn)。對(duì)OSA的臨床相關(guān)指標(biāo)與功能網(wǎng)絡(luò)整體屬性和局部屬性的相關(guān)性做多元線性逐步回歸分析。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者的一般資料比較兩組患者的性別差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，OSA組患者的年齡和BMI顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)，受教育程度顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)，見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

2.2 兩組患者的AHI和ODI水平比較OSA組患者的AHI和ODI均顯著高于對(duì)照組(P＜0.05)，見表2。

表2 兩組患者的AHI和ODI水平比較

2.3 兩組DMN整體屬性比較兩組在稀疏度0.1~0.2下均表現(xiàn)出小世界特性(σ＞1)，與對(duì)照組相比，OSA組aσ顯著降低(P＜0.05)；兩組的Cp、Lp、γ、λ、Eglo、Eloc差異不顯著(P＞0.05)，見表3。

表3 兩組DMN整體屬性比較

2.4 兩組DMN局部屬性比較與對(duì)照組相比，OSA組患者左側(cè)背外側(cè)額上回、右側(cè)額中回的節(jié)點(diǎn)效率顯著降低(P＜0.05)，左側(cè)島蓋部額下回和右側(cè)眶部額下回的節(jié)點(diǎn)度顯著降低(P＜0.05)，左側(cè)眶部額上回、左側(cè)眶部額中回和右側(cè)顳橫回的節(jié)點(diǎn)介數(shù)顯著降低(P＜0.05)，見表4。

表4 兩組DMN局部屬性比較

2.5 多元線性逐步回歸分析多元線性逐步回歸分析表明(表5~表6)，OSA患者右側(cè)額中回的節(jié)點(diǎn)效率(r=-0.240，P＜0.05)、左側(cè)眶部額上回的節(jié)點(diǎn)介數(shù)(r=-0.249，P＜0.05)以及右側(cè)顳橫回的節(jié)點(diǎn)介數(shù)(r=-0.286，P＜0.05)與AHI呈負(fù)相關(guān)；OSA患者右側(cè)額中回的節(jié)點(diǎn)效率(r=-0.250，P＜0.05)、右側(cè)顳橫回的節(jié)點(diǎn)介數(shù)(r=-0.272，P＜0.05)與ODI呈負(fù)相關(guān)。

表5 OSA患者DMN屬性與AHI的多元線性逐步回歸分析

表6 OSA患者DMN屬性與ODI的多元線性逐步回歸分析

3 討 論

在我國OSA是一種常見疾病，發(fā)病率高達(dá)15%且多發(fā)于男性，在部分患者上表現(xiàn)為打鼾、嗜睡等情況，長(zhǎng)時(shí)間未經(jīng)治療會(huì)導(dǎo)致患者的認(rèn)知功能受損、引發(fā)癡呆，嚴(yán)重危害患者的生命安全[7]。本研究結(jié)果表明，與未患有OSA的健康人相比，OSA患者的AHI和ODI均顯著提高，提示通過AHI和DI的檢測(cè)可以對(duì)OSA的病情程度進(jìn)行評(píng)估。但是，這些指標(biāo)的檢測(cè)主要依靠于PSG測(cè)量，檢測(cè)步驟較復(fù)雜，檢測(cè)過程對(duì)受試者的依從性要求較高，且檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性也因醫(yī)師的技術(shù)水平及設(shè)備的不同而差異較大，因此使用AHI和ODI指標(biāo)對(duì)OSA患者的病情狀況進(jìn)行檢測(cè)，其準(zhǔn)確性會(huì)受到一定影響，在臨床上應(yīng)用存在爭(zhēng)議[8]。神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)可以通過收集患者的顱腦信息對(duì)患者的病理情況進(jìn)行診斷分析。人類各項(xiàng)身體功能主要是由大腦中數(shù)量高達(dá)千億的神經(jīng)元通過樹突與軸突傳遞神經(jīng)沖動(dòng)并形成神經(jīng)回路構(gòu)成復(fù)制的功能網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，主要包括視覺、聽覺、觸覺、記憶、思維以及言語等功能[9]，通過對(duì)大腦功能網(wǎng)絡(luò)信息的收集可以有效的對(duì)患者的顱腦疾病進(jìn)行診斷、治療及管理。常規(guī)MRI主要用于掃描人腦的形態(tài)結(jié)構(gòu)，而fMRI與之不同，它可以通過收集大腦活動(dòng)相關(guān)參數(shù)來研究分析大腦功能網(wǎng)絡(luò)，具有無創(chuàng)性、高分辨率、可重復(fù)性較好等優(yōu)點(diǎn)[10]。

目前關(guān)于OSA的fMRI研究發(fā)現(xiàn)，OSA患者的大腦功能網(wǎng)絡(luò)的小世界特性發(fā)生變化，尤其是在DMN上發(fā)現(xiàn)了整體及局部屬性的變化，DMN包括的腦區(qū)與認(rèn)知功能密切相關(guān)，DMN的腦區(qū)功能相關(guān)參數(shù)可以反映人認(rèn)知功能的情況，而研究發(fā)現(xiàn)OSA患者發(fā)生的間歇性缺氧會(huì)對(duì)患者的DMN造成嚴(yán)重的損傷[11-12]。本研究結(jié)果表明，在稀疏度0.1~0.2范圍內(nèi)，與健康人相比，OSA患者的aσ顯著地降低了，提示小世界特性是健康人腦功能網(wǎng)絡(luò)的普遍情況，即功能網(wǎng)絡(luò)的Cp/Lp較高，其中Cp值表示功能網(wǎng)絡(luò)的集團(tuán)化程度，Cp值越高反映大腦功能分化能力越強(qiáng)。LP值則表示功能網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞路徑，Lp值越高反映信息傳遞越快[13]。本研究中，OSA患者的腦功能網(wǎng)絡(luò)雖然仍具有小世界特性，但是小世界屬性相比于健康人較差，其大腦功能分化能力和信息傳遞能力受到了一定影響。此外，本研究結(jié)果還表明，OSA組患者腦功能網(wǎng)絡(luò)的局部屬性發(fā)現(xiàn)了明顯改變，其左側(cè)背外側(cè)額上回、右側(cè)額中回的節(jié)點(diǎn)效率顯著降低，左側(cè)島蓋部額下回和右側(cè)眶部額下回的節(jié)點(diǎn)度顯著降低，左側(cè)眶部額上回、左側(cè)眶部額中回和右側(cè)顳橫回的節(jié)點(diǎn)介數(shù)顯著降低。通過對(duì)OSA的臨床相關(guān)指標(biāo)與功能網(wǎng)絡(luò)整體屬性和局部屬性做相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，OSA患者的AHI和右側(cè)額中回的節(jié)點(diǎn)效率、左側(cè)眶部額上回的節(jié)點(diǎn)介數(shù)以及右側(cè)顳橫回的節(jié)點(diǎn)介數(shù)呈負(fù)相關(guān)，OSA患者的ODI和右側(cè)額中回的節(jié)點(diǎn)效率、右側(cè)顳橫回的節(jié)點(diǎn)介數(shù)呈負(fù)相關(guān)。既往研究發(fā)現(xiàn)這些腦區(qū)與人的認(rèn)知功能密切相關(guān)[14-16]，人腦功能網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)度和節(jié)點(diǎn)介數(shù)分別從節(jié)點(diǎn)連接數(shù)量以及節(jié)點(diǎn)信息傳遞效率來反映該節(jié)點(diǎn)在功能網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)情況，本研究結(jié)果顯示，OSA患者認(rèn)知功能相關(guān)的腦區(qū)信息傳遞出現(xiàn)異常，其原因可能是OSA間歇性缺氧使腦功能損傷導(dǎo)致[17-18]。

綜上所述，使用fMRI收集患者腦功能網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)現(xiàn)，OSA對(duì)腦功能網(wǎng)絡(luò)整體屬性中小世界特性造成了一定影響，損害了認(rèn)知功能相關(guān)腦區(qū)的局部屬性，并且其屬性與OSA患者的AHI和ODI有一定的相關(guān)性。