徐海如，姚世文，楊志勇，倪　建，錢小建，陳　龍，肖　晶

（江蘇省如皋市人民醫(yī)院①放射科，②呼吸內(nèi)科，③神經(jīng)內(nèi)科，江蘇如皋226500）

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DTI對阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者腦白質(zhì)損害的評價

徐海如1，姚世文1，楊志勇1，倪建1，錢小建1，陳龍2，肖晶3

（江蘇省如皋市人民醫(yī)院①放射科，②呼吸內(nèi)科，③神經(jīng)內(nèi)科，江蘇如皋226500）

［摘要］目的：運用DTI研究阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAHS）患者腦白質(zhì)損害的特點，評價OSAHS患者的輕度認知功能障礙（mild cognitive impairment，MCI）及行為改變。方法：選取36例OSAHS患者（中度組10例，重度組26例）及健康體檢者17例（對照組），行蒙特利爾認知評估量表（MoCA）、Epworth嗜睡量表（ESS）測試，判斷參加者是否存在MCI，分別行常規(guī)MRI及DTI檢查。選擇腦內(nèi)25處腦白質(zhì)區(qū)作為ROI，分別測量部分各向異性分數(shù)值（FA）、ADC值，并對3組資料進行相關(guān)性分析。結(jié)果：OSAHS患者雙側(cè)額葉、左側(cè)前扣帶回、半卵圓中心、雙側(cè)側(cè)腦室后角周圍白質(zhì)、海馬旁回及胼胝體壓部FA值明顯降低，與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），MoCA亞項分析重度組記憶或延遲回憶評分明顯降低。結(jié)論：OSAHS患者存在廣泛的白質(zhì)結(jié)構(gòu)損傷，與記憶相關(guān)的部分灰質(zhì)也存在損害，DTI能早期發(fā)現(xiàn)OSAHS患者的MCI，結(jié)合MoCA評分可為臨床早期干預(yù)提供依據(jù)。

［關(guān)鍵詞］睡眠呼吸暫停，阻塞性；腦白質(zhì)??；彌散張量成像

Magnetic resonance diffusion tensor imaging in obstructive sleep apnea syndrome in patients with cerebral white matterdamage evaluation of comprehensive low ventilation

XU Hairu，YAO Shiwen，YANG Zhiyong，NI Jian，QIAN Xiaojian，CHEN Long，XIAO Jing. The People's Hospital of Rugao City，Rugao，226500，China.

［Abstract］Objective：Using diffusion tensor imaging（DTI）method to study the characteristics of the OSAHS patients with cerebral white matter damage，the assessment of mild cognitive dysfunction in patients with OSAHS（MCI）and behavioral change. Methods：Selection of 36 patients with OSAHS（moderate group 10 cases，severe group 26 cases）and physical health of 17 cases（control group），line the Montreal cognitive assessment scale（MoCA），the Epworth sleepiness scale（ESS）test，determine whether participants MCI，conventional MRI and DTI inspections respectively，select 25 cerebral white matter in the brain area as the interest area（ROI），anisotropic fractions were measured values（FA），the average diffusion coefficient（ADC），and correlation analysis of three sets of data. Results：OSAHS group of patients with bilateral frontal lobe，left anterior cingulate，half egg circle around the center，after bilateral lateral ventricle Angle of white matter，parahippocampal gyrus and corpus callosum FA values decreased obviously，there were significant difference compared with control group（P＜0.05），while the analysis/delayed recall memory score severe group was obviously reduced. Conclusion：OSAHS patients exist extensive white matter structure damage，gray matter there is damage to a part related to memory，DTI can early detect of OSAHS patients with mild cognitive dysfunction，combined with MoCA scores may provide the basis for early clinical intervention.

［Key words］Sleep apnea，obstructive；Leukoencephalopathies；Diffusion tensor imaging

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea syndrome，OSAHS）是以睡眠結(jié)構(gòu)紊亂、反復(fù)出現(xiàn)夜間呼吸暫停、低氧血癥為特征，導(dǎo)致多系統(tǒng)器官功能損害的一種臨床綜合征［1］。神經(jīng)精神系統(tǒng)的損害是OSAHS主要并發(fā)癥之一［2］，尤其是腦白質(zhì)損害，常導(dǎo)致輕度的認知障礙（mild cognitive impair ment，MCI），表現(xiàn)為注意力、記憶力及執(zhí)行能力下降，易焦慮、抑郁，甚至發(fā)展為癡呆。本研究旨在利用DTI定量測量其腦白質(zhì)部分各向異性（fractional anisotropy，F(xiàn)A），結(jié)合傳統(tǒng)的神經(jīng)心理測試量表，從不同側(cè)面評價OSAHS患者的腦白質(zhì)損害程度，為臨床早期識別OSAHS患者MCI及行為改變提供依據(jù)。

1　資料與方法

1.1一般資料收集2012年1月至2014年12月我院呼吸內(nèi)科睡眠監(jiān)測中心診斷為OSAHS患者36例，其中男32例，女4例；年齡21～59歲，平均（41.2±9.4）歲。選擇同期17例健康體檢者作為對照組?；颊呷虢M標準：①初中文化以上程度，同意參加睡眠研究。②參照國內(nèi)OSAHS診治指南［3］進行診斷和嚴重程度分級，診斷標準：白天嗜睡、睡眠時嚴重打鼾，每夜7 h睡眠中呼吸暫停及低通氣反復(fù)發(fā)作在30次以上，或AHI（睡眠中平均每小時發(fā)生呼吸暫停及低通氣的次數(shù)）≥5，呼吸暫停以阻塞性為主，影像學(xué)檢查顯示上氣道結(jié)構(gòu)異常；分級標準：根據(jù)多導(dǎo)睡眠圖（PGS）監(jiān)測結(jié)果，36例均為中重度（AHI＞15）OSAHS患者，其中，中度組10例（15＜AHI＜30），重度組26例（AHI＞30）；病程1.5～5年，平均3年。③視力、聽力正常。④簡易精神狀態(tài)量表（MMSE）≥27分，初篩除外癡呆。排除標準：①合并腦血管病、癲癇、精神?。òㄅR床已診斷的抑郁癥）、腦瘤、顱腦外傷史；②倒班；③吸毒；④酗酒（≥100 g/d）；⑤應(yīng)用任何藥物影響呼吸功能、睡眠及認知功能；⑥MMSE≤26分，小學(xué)及以下受教育水平；⑦既往已診斷，并接受治療的OSAHS患者；⑧其他原因引起的睡眠障礙。對照組入選標準：①年齡18～60歲，同意參加研究；②經(jīng)臨床診斷可排除OSAHS。排除標準同患者組。

1.2儀器與方法

1.2.1儀器及DTI數(shù)據(jù)處理、測量使用Siemens Magnetom Avanto 1.5 T超導(dǎo)型MRI掃描儀，8通道頭頸聯(lián)合線圈，對2組行常規(guī)MRI及DTI檢查。常規(guī)顱腦MRI掃描包括橫軸位T1WI、T2WI、FLAIR及矢狀位T1WI。DTI采用單次激發(fā)EPI序列，TR/TE 3 600 ms/109 ms，F(xiàn)OV 230 mm×230 mm，矩陣192× 192，層厚5mm，NEX 3次，擴散梯度b值0、1000s/mm2。掃描范圍從頭頂至顱底連續(xù)45個層面。數(shù)據(jù)導(dǎo)入Siemens工作站進行后處理，產(chǎn)生FA偽彩色圖和ADC圖。分別測量雙側(cè)額葉白質(zhì)、尾狀核頭部、丘腦、內(nèi)囊前后肢、視放射、半卵圓中心、側(cè)腦室前角及后角周圍白質(zhì)、前扣帶回、海馬旁回及胼胝體膝、體、壓部等25處腦白質(zhì)區(qū)的FA值和ADC值。在FA圖中白質(zhì)纖維束強度最大的層面選取ROI（圖1），均為9 mm2，由同一影像醫(yī)師選取同一部位測量2次，取其均值。

1.2.2相關(guān)量表由一名經(jīng)過培訓(xùn)的醫(yī)師進行病史采集（包括姓名、性別、年齡、身高、體質(zhì)量、受教育年限、既往病史）及以下神經(jīng)心理量表測試。2組均行蒙特利爾認知評估量表（MoCA）、Epworth嗜睡量表（ESS）測試，MoCA評分≥26分為正常，如受教育年限≤12年則加1分，＜26分為MCI。ESS評分＞9分為白天嗜睡。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析，所有數(shù)據(jù)以±s表示，一般臨床資料及各量表評分資料，組間比較采用秩和檢驗；FA、ADC值組間比較采用獨立樣本t檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.13組一般情況的比較（表1，2）與對照組比較，重度組MoCA評分明顯降低（F＝3.954，P＜0.05），重度組MoCA評分亞項中僅記憶/延遲回憶差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Z＝17.073，P＜0.01）。

表1　3組一般情況比較（±s）

表1　3組一般情況比較（±s）

注：OSAHS，阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征；MoCA，蒙特利爾認知評估量表；ESS，Epworth嗜睡量表。

組別　例數(shù)　年齡（歲）　受教育年限（年）　MoCA評分（分）　ESS評分（分）對照組　17　38.54±8.67　14.24±2.68　27.39±1.75　8.29±3.75中度OSAHS組　10　37.96±6.73　13.20±2.78　26.48±1.64　13.00±4.22重度OSAHS組　26　42.38±10.54　13.08±2.88　25.34±1.82　14.65±2.68 F值　0.337　0.936　3.954　18.848 P值?。?.05?。?.05?。?.05　＜0.01

表2　3組MoCA亞項評分結(jié)果比較（分，±s）

表2　3組MoCA亞項評分結(jié)果比較（分，±s）

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2.23組FA值比較（表3）中、重度組多個腦區(qū)FA值減低，雙側(cè)額葉、左側(cè)前扣帶回、左側(cè)半卵圓中心、雙側(cè)側(cè)腦室后角周圍白質(zhì)、雙側(cè)海馬旁回以及胼胝體壓部FA值較對照組明顯降低（P＜0.05），而其余16處腦白質(zhì)區(qū)的FA值與對照組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）；中度組與重度組腦部各ROI區(qū)FA值比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.33組ADC值比較中、重度組僅部分腦區(qū)ADC值升高，右側(cè)額葉白質(zhì)、左側(cè)半卵圓中心、左側(cè)腦室后角周圍白質(zhì)與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），其余腦區(qū)ADC值與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表3　3組腦部各感興趣區(qū)的FA值比較（±s）

表3　3組腦部各感興趣區(qū)的FA值比較（±s）

部位　中度組　重度組　對照組　t值　P值左側(cè)額葉白質(zhì)　0．444±0．035　0．429±0．054　0．473±0．031?。?．675　0．003右側(cè)額葉白質(zhì)　0．463±0．049　0．404±0．023　0．471±0．026　4．532　0．001左側(cè)前扣帶回　0．188±0．085　0．148±0．048　0．204±0．015　7．607　0．002右側(cè)前扣帶回　0．178±0．043　0．193±0．065　0．217±0．032　8．087　0．074左側(cè)內(nèi)囊前肢　0．483±0．045　0．489±0．075　0．509±0．023　2．567　0．084右側(cè)內(nèi)囊前肢　0．502±0．054　0．511±0．032　0．529±0．040?。?．095　0．063左側(cè)內(nèi)囊后肢　0．637±0．070　0．638±0．010　0．658±0．018　0．665　0．595右側(cè)內(nèi)囊后肢　0．645±0．067　0．652±0．039　0．660±0．022　－0．141　0．889左側(cè)半卵圓中心　0．532±0．054　0．502±0．020　0．559±0．032　2．745　0．032右側(cè)半卵圓中心　0．543±0．079　0．538±0．023　0．548±0．043　9．659　0．605左側(cè)視放射　0．555±0．083　0．561±0．024　0．560±0．035　0．452　0．698右側(cè)視放射　0．560±0．082　0．553±0．049　0．558±0．020　0．052　0．852左側(cè)前角周圍白質(zhì)　0．258±0．039　0．243±0．042　0．276±0．040　4．732　0．165右側(cè)前角周圍白質(zhì)　0．268±0．065　0．259±0．081　0．283±0．038　0．864　0．258左側(cè)后角周圍白質(zhì)　0．418±0．065　0．374±0．073　0．453±0．025　7．554　0．002右側(cè)后角周圍白質(zhì)　0．442±0．040　0．369±0．049　0．466±0．050　11．346　0．001左側(cè)尾狀核頭　0．193±0．056　0．194±0．030　0．203±0．040　2．873　0．087右側(cè)尾狀核頭　0．210±0．043　0．201±0．069　0．212±0．022?。?．838　0．451左側(cè)丘腦　0．276±0．048　0．272±0．083　0．278±0．015　0．623　0．849右側(cè)丘腦　0．290±0．072　0．281±0．025　0．283±0．023　3．627　0．765左側(cè)海馬旁回　0．189±0．067　0．165±0．030　0．208±0．044　5．063　0．002右側(cè)海馬旁回　0．182±0．025　0．158±0．045　0．203±0．025　4．134　0．001胼胝體膝部　0．739±0．054　0．728±0．080　0．741±0．047　0．556　0．652胼胝體體部　0．654±0．071　0．648±0．029　0．674±0．032　3．861　0．899胼胝體壓部　0．768±0．083　0．745±0．052　0．804±0．034　2．325　0．035

3　討論

OSAHS患者在睡眠過程中頻繁打鼾，反復(fù)發(fā)生間歇性缺氧和高碳酸血癥，引起睡眠結(jié)構(gòu)紊亂和睡眠不足，導(dǎo)致白天嗜睡及MCI，生活質(zhì)量明顯下降［4］。常規(guī)MRI檢查盡管能發(fā)現(xiàn)OSAHS患者伴發(fā)的腦血管病變，但難以顯示潛在的腦結(jié)構(gòu)改變，而DTI可早期發(fā)現(xiàn)和識別MCI。

DTI是基于DWI的用于描述水分子擴散方向特征的MRI新技術(shù)，采用快速成像的單次激發(fā)EPI，使用偽彩色或灰度階進行成像，反映活體組織空間組成信息及病理狀態(tài)下組織結(jié)構(gòu)間水分子的運動狀態(tài)［5］。受神經(jīng)髓鞘及軸索排列方向的影響，水分子沿神經(jīng)纖維走行方向的擴散比垂直方向更便捷。因此，不同部位神經(jīng)纖維其各向異性存在差別。臨床上常用ADC值和FA值來定量描述水分子在組織中的擴散能力和擴散各向異性程度。其中FA值反映組織的各向異性最靈敏，受神經(jīng)纖維組織的直徑、髓鞘完整性及排列緊密程度的影響［6］，其FA值在0～1之間變化。FA值越大，則水分子擴散的各向異性越大，說明組織排列越緊密；FA值越小，則水分子擴散的各向異性越小，組織排列越松散。

本研究發(fā)現(xiàn)，OSAHS患者的雙側(cè)額葉、左側(cè)前扣帶、左側(cè)半卵圓中心、雙側(cè)側(cè)腦室后角周圍白質(zhì)、雙側(cè)海馬旁回及胼胝體壓部等多個腦白質(zhì)區(qū)域FA值明顯降低，與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義，提示患者多種白質(zhì)纖維受損。其中額葉是連接同側(cè)大腦半球的聯(lián)絡(luò)纖維，半卵圓中心是連接大腦皮層與皮層下結(jié)構(gòu)的投射纖維，而胼胝體則是連接雙側(cè)大腦半球的連合纖維。由此可見，腦內(nèi)不同功能、不同走行方向的3種白質(zhì)纖維均不同程度受累。白質(zhì)損傷范圍比應(yīng)用MRS、神經(jīng)化學(xué)方法研究發(fā)現(xiàn)的額葉白質(zhì)等受損區(qū)域更為廣泛［7］。且右側(cè)前扣帶回也出現(xiàn)FA值下降，雖與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但P值接近0.05，提示增大樣本量后有可能發(fā)現(xiàn)更大范圍的白質(zhì)受累。Macey等［8］研究發(fā)現(xiàn)，多個腦區(qū)FA值降低，表明OSAHS患者存在廣泛的白質(zhì)結(jié)構(gòu)損傷。其病理機制可能是：OSAHS患者夜間反復(fù)低氧血癥、血壓波動，引起營養(yǎng)深部白質(zhì)的小動脈硬化、磨玻璃樣變性，而這些小動脈多呈直角發(fā)出，相互間的吻合支很少，不能建立有效的側(cè)支循環(huán)，深部白質(zhì)區(qū)域長期呈低灌注狀態(tài)，產(chǎn)生慢性缺血缺氧變，軸突細胞膜和髓鞘的完整性遭到破壞，導(dǎo)致軸突變性、脫髓鞘改變。此時常規(guī)MRI檢查技術(shù)尚未能發(fā)現(xiàn)明顯異常，但實際上深部白質(zhì)的完整性和功能已經(jīng)遭到破壞。另外，F(xiàn)A值降低的區(qū)域，如右側(cè)額葉白質(zhì)、左側(cè)半卵圓中心、左側(cè)腦室后角周圍白質(zhì)等處ADC值也升高，提示上述部位水分子擴散速度加快。但ADC值升高區(qū)域明顯小于FA值減少區(qū)域，說明對白質(zhì)損傷的檢出FA值較ADC值更為敏感。

記憶損害是OSAHS患者就診的主要癥狀之一。李琳等［9］觀察到間歇性低氧可降低大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，且低氧時間越長，學(xué)習(xí)記憶能力損傷越明顯，其與大鼠的海馬區(qū)神經(jīng)細胞超微結(jié)構(gòu)損傷有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，OSAHS組患者的前扣帶回、海馬旁回等與記憶相關(guān)的灰質(zhì)區(qū)域FA值也出現(xiàn)明顯降低，與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義。海馬周圍神經(jīng)纖維豐富，是腦缺血后較易受累的區(qū)域。有研究顯示［10］，穹窿區(qū)FA值的變化能更好地體現(xiàn)疾病進展。Macey等［11］發(fā)現(xiàn)OSAHS患者的額顳頂葉、前扣帶、海馬和小腦等多個腦區(qū)的體積減少。其可能的機制是反復(fù)發(fā)生的低氧血癥可引起扣帶回、海馬旁回灰質(zhì)減少。FA越弱，局部組織的排列就越松散。這從解剖學(xué)的角度對OSAHS患者出現(xiàn)記憶障礙作出了合理的解釋。

MoCA是一種方便的、獨立的認知評估方法，涵蓋了各種重要的神經(jīng)認知功能領(lǐng)域，具有較高的敏感性和特異性［12］。本研究發(fā)現(xiàn)，OSAHS重度組MoCA評分均值低于26分，比對照組低，表明重度OSAHS患者存在MCI。而且MoCA亞項評分中僅有記憶/延遲回憶得分，OSAHS重度組顯著低于對照組（P＜0．01）。MoCA評分越低，OSAHS患者的認知功能損害程度可能越重，尤其是注意、記憶方面。低氧可引起神經(jīng)元損傷和海馬萎縮，導(dǎo)致認知功能下降，據(jù)推測OSAHS患者夜間睡眠時反復(fù)發(fā)生呼吸暫停和低氧血癥是認知功能損害的病理生理基礎(chǔ)［13］。何麗等［14］研究也發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)海馬旁回、左側(cè)顳葉、右側(cè)側(cè)腦室前角旁腦白質(zhì)FA值與MoCA評分呈顯著正相關(guān)，說明這些區(qū)域腦白質(zhì)損害程度與臨床上認知損害嚴重程度密切相關(guān)，與本研究相似；這一結(jié)果也為孫云闖等［12］提出的MoCA評分在診斷MCI的敏感性優(yōu)于MMSE評分的理論提供了影像學(xué)證據(jù)。

有研究表明［15］，睡眠參與了學(xué)習(xí)記憶的形成過程。睡眠期間，腦內(nèi)某些靶向蛋白質(zhì)合成速度加快，有利于新突觸聯(lián)系的建立，促進學(xué)習(xí)記憶，有利于將短時記憶碎片融合成長時程記憶，剝奪睡眠則適得其反［15］。OSAHS患者經(jīng)常出現(xiàn)的睡眠剝奪和睡眠結(jié)構(gòu)紊亂，可能引起腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)失衡，抑制或破壞記憶通路，使得突觸結(jié)構(gòu)的信號傳遞效率發(fā)生改變［16］。

本研究存在一定的局限性，本組中沒有輕度OSAHS患者，重度患者占了很大的比例（72.2%），與樣本量較小有一定關(guān)系，且患者病情總體較重，有可能被忽略。另外，對照組例數(shù)較少，病例數(shù)不同對研究結(jié)果可能也會產(chǎn)生一些影響。

總之，OSAHS患者神經(jīng)精神系統(tǒng)損害的嚴重程度影響其認知功能及行為改變，從神經(jīng)心理測試量表評價，重度組患者MoCA評分總分及MoCA亞項中記憶/延遲回憶均值明顯降低。DTI檢查顯示OSAHS患者不但存在聯(lián)絡(luò)纖維、投射纖維、連合纖維等3種白質(zhì)纖維的受累，部分大腦皮質(zhì)如海馬旁回、前扣帶回等也有累及。DTI是目前唯一在活體上無創(chuàng)研究腦白質(zhì)方向性和完整性的影像學(xué)方法［17］，可早期發(fā)現(xiàn)OSAHS患者的白質(zhì)損害，與傳統(tǒng)的神經(jīng)心理測試量表結(jié)合能更加全面客觀地反映患者神經(jīng)精神損害及嚴重程度，幫助臨床醫(yī)師更早地識別OSAHS患者認知功能損害，為早期干預(yù)提供依據(jù)。

圖1　ADC圖上ROI區(qū)的選取　圖1　a顳葉和枕葉　圖1　b額葉，頂葉，胼胝體膝部與壓部，內(nèi)囊前肢與后肢　圖1　c胼胝體體部、放射冠區(qū)圖1　d半卵圓中心

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短篇論著

收稿日期（2015-06-24）

［通信作者］徐海如，E-mail：doone315@163.com。

DOI：10.3969/j.issn.1672-0512.2016.01.014