王存強(qiáng)，譚西英，王　宇，賀順嶺，顧韻澤，原子揚(yáng)

（河南省新鄉(xiāng)市第一人民醫(yī)院1.磁共振科，2.神經(jīng)內(nèi)科，3.呼吸內(nèi)科，河南新鄉(xiāng)453000）

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慢性阻塞性肺疾病患者旁正中丘腦氫質(zhì)子磁共振波譜分析研究

王存強(qiáng)1，譚西英2，王宇3，賀順嶺1，顧韻澤1，原子揚(yáng)1

（河南省新鄉(xiāng)市第一人民醫(yī)院1.磁共振科，2.神經(jīng)內(nèi)科，3.呼吸內(nèi)科，河南新鄉(xiāng)453000）

摘要：目的研究慢性阻塞性肺疾?。–OPD）患者旁正中丘腦氫質(zhì)子磁共振波譜（1H-MRS）的特點(diǎn)。方法隨機(jī)選取2012年2月-2015年1月在該院就診的32例COPD患者和30例健康志愿者分別納入研究組和對照組。采用1H-MRS檢測雙側(cè)旁正中丘腦的N-乙?；扉T冬氨酸（NAA）、膽堿復(fù)合物（Cho）和肌酸復(fù)合物（Cr）。結(jié)果研究組雙側(cè)旁正中丘腦NAA/Cr值低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；研究組雙側(cè)旁正中丘腦Cho/Cr值高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論COPD患者存在旁正中丘腦神經(jīng)元的代謝異常。

關(guān)鍵詞：慢性阻塞性肺疾??；氫質(zhì)子磁共振波譜分析；旁正中丘腦

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary diseases，COPD）是呼吸內(nèi)科的常見病和多發(fā)病，主要表現(xiàn)為不完全可逆的氣流受限，長期病情控制不佳可引起多種組織、器官的結(jié)構(gòu)和功能改變。近年來，由COPD導(dǎo)致的慢性腦功能和結(jié)構(gòu)損害成為研究熱點(diǎn)［1］。氫質(zhì)子磁共振波譜分析（proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）作為一種無創(chuàng)的功能檢查方法，可研究感興趣區(qū)（region of interest，ROI）的腦神經(jīng)遞質(zhì)濃度和代謝情況，為臨床上腦結(jié)構(gòu)和功能的研究提供一種新的手段。目前僅有關(guān)的動物實(shí)驗(yàn)見諸報道，國內(nèi)外鮮見臨床病例報導(dǎo)。本研究旨在探討COPD患者旁正中丘腦1H-MRS的特點(diǎn)，以期為COPD患者中樞系統(tǒng)損害的神經(jīng)生物學(xué)研究提供參考，現(xiàn)報道如下。

1　資料與方法

1.1 一般資料及分組

1.1.1 研究組選取2012年2月-2015年1月在本院住院的COPD患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①參照美國胸科協(xié)會和歐洲呼吸病學(xué)會共同制定的COPD診斷標(biāo)準(zhǔn)［2］；②年齡50～80歲；病程＞5年；③未服用能夠影響腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的藥物；④無腦卒中等病史；⑤無重要臟器異構(gòu)或功能異樣病史。入組32例，其中，男性16例，女性16例；年齡50～80歲，平均（67.7± 11.8）歲；受教育年限0～11年，平均（6.2±4.9）年。

1.1.2 對照組為同時期內(nèi)的本院職工及附近社區(qū)的健康居民。入組30例，其中，男性16例，女性14例；年齡50～80歲，平均（66.3±12.6）歲；受教育年限0～11年，平均（5.9±5.0）年。兩組的年齡、性別構(gòu)成比、受教育年限比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞ 0.05）。

附圖　右側(cè)旁正中丘腦ROI波譜分析圖像

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采用病例-對照研究設(shè)計，進(jìn)行橫斷面研究。由新鄉(xiāng)市第一人民醫(yī)院呼吸科2位經(jīng)過正規(guī)培訓(xùn)的主治醫(yī)師嚴(yán)格根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)確定入組對象。采用荷蘭Philips公司1.5 T超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)，運(yùn)用NV-16頭頸聯(lián)合相控陣線圈，檢查室溫度18～22℃，受檢者口腔溫度36.6～37.5℃?；颊呷⊙雠P位，舒服體位，真空枕及固定帶固定頭部，軟墊固定膝下及后頸部。檢查前根據(jù)局部解剖圖譜定義和描述，利用空間定位技術(shù)在三維T1加權(quán)成像上選取雙側(cè)旁正中丘腦對稱部位相同容積的ROI，保證同一受檢者左、右側(cè)及不同受檢者之間的一致性。檢查采用點(diǎn)分辨波譜（point resolved spectroscopy，PRESS）序列行單體素2D1H-MRS掃描，采用1個體素為10 mm×10 mm×10 mm的體積為測量單位。成像參數(shù)：重復(fù)時間（repetition time，TR）1 500 ms，恢復(fù)時間（echo time，TE）為144 ms，平均采集次數(shù)（number of signal averaged，NSA）128次，視野230mm。機(jī)器自動勻場，水抑制及調(diào)諧。信號經(jīng)系統(tǒng)軟件處理后轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)和波譜圖來反應(yīng)N-乙酰基天門冬氨酸（N-acetyl aspartate，NAA）、膽堿復(fù)合物（Choline，Cho）與肌酸復(fù)合物（creatine-phosphocreatine，Cr）的相對水平，數(shù)字用1×10-6表示，用隨機(jī)軟件測量NAA、Cho、Cr的峰下面積，以Cr峰為參照，計算機(jī)自動完成NAA/Cr、Cho/Cr比值的計算（見附圖）。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組內(nèi)比較用配對t檢驗(yàn)，組間比較采用獨(dú)立樣本配對t檢驗(yàn)；旁正中丘腦NAA/Cr、Cho/Cr與病程的相關(guān)性，符合正態(tài)分布的用Pearson相關(guān)分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為ɑ=0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1 兩組NAA/Cr、Cho/Cr比較

兩組NAA/Cr、Cho/Cr比較，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），研究組雙側(cè)旁正中丘腦NAA/Cr低于對照組，研究組雙側(cè)旁正中丘腦Cho/ Cr高于對照組。見附表。

附表　研究組和對照組各研究指標(biāo)比較（±s）

附表　研究組和對照組各研究指標(biāo)比較（±s）

組別Cho/Cr左側(cè)旁正中丘腦　　左側(cè)旁正中丘腦　　右側(cè)旁正中丘腦研究組（n=32）　1.13±0.36　1.15±0.42　1.66±0.37　1.61±0.41對照組（n=30）　1.62±0.41　1.66±0.46　1.32±0.45　1.32±0.38 t值　4.966　4.855　3.474　3.020 P值　0.008　0.024　0.015　0.048 NAA/Cr右側(cè)旁正中丘腦

2.2 研究組各研究指標(biāo)與發(fā)病年限的相關(guān)性分析

研究組左、右兩側(cè)旁正中丘腦NAA/Cr與病程呈負(fù)相關(guān)（r=-0.705和-0.669，P=0.035和0.027），研究組左、右兩側(cè)旁正中丘腦Cho/Cr與發(fā)病年數(shù)呈正相關(guān)（r=0.772和0.714，P=0.009和0.011）。

3　討論

20世紀(jì)90年代以來，1H-MRS作為無創(chuàng)性的功能檢查方法廣泛用于腦科學(xué)的研究。目前，僅有COPD大鼠模型的1H-MRS研究相關(guān)報道［3］，鮮有相似的臨床研究報道。

NAA位于神經(jīng)元內(nèi)，濃度降低提示神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)破壞、功能異常等。LIU等［4］認(rèn)為NAA減少可能與神經(jīng)元結(jié)構(gòu)破壞有關(guān)，而輕度的NAA減少可能與神經(jīng)元功能異常有關(guān)。本研究結(jié)果顯示，患者組左側(cè)旁正中丘腦1H-MRS的NAA/Cr值為（1.13±0.36）（n=32），右側(cè)NAA/Cr值為（1.15±0.42）（n=32）；對照組左側(cè)旁正中丘腦1H-MRS的NAA/Cr值為（1.62±0.41）（n=30），右側(cè)的NAA/Cr值為（1.62± 0.41）（n=30），經(jīng)t檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（左側(cè)：t=4.966，P=0.008；右側(cè)：t=4.855，P=0.024）。所以COPD患者NAA/Cr較對照組顯著降低，并且隨著病程延長，NAA/Cr值下降的幅度越大，提示COPD患者雙側(cè)旁正中丘腦均存在神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)損害、功能異常及大量神經(jīng)元凋亡，推測旁正中丘腦代謝異常可能是COPD并發(fā)慢性腦功能損害的早期病理改變之一。目前，有關(guān)COPD患者NAA濃度降低的機(jī)理尚不清楚。NAA在神經(jīng)元的線粒體合成，線粒體的功能狀態(tài)對NAA含量有重要影響［5］，因此推測NAA降低可能與COPD患者線粒體代謝異常有關(guān)。COPD患者多伴有不同程度的動脈硬化改變，旁正中丘腦區(qū)腦供血不足可能與NAA濃度降低有關(guān)，不能排除COPD患者在某些物質(zhì)代謝過程中存在消耗增多的可能。凌學(xué)鋒等［3］通過COPD大鼠模型的海馬MRS研究證實(shí)COPD大鼠存在海馬腦神經(jīng)元的代謝異常，與本研究結(jié)果一致。目前尚未見以COPD患者為研究對象的研究報道，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，進(jìn)行多中心大樣本研究證實(shí)。

Cho反映總膽堿含量，亦反映細(xì)胞膜脂質(zhì)的轉(zhuǎn)換。BERNARDI等［6］認(rèn)為Cho與維持神經(jīng)細(xì)胞髓鞘的完整性相關(guān)。Cho值的升高具有病理學(xué)意義。NAJM等［7］認(rèn)為Cho升高與大腦神經(jīng)退行性變、反應(yīng)性膠質(zhì)細(xì)胞增生和星狀細(xì)胞增多有關(guān)。ALGIN等［8］認(rèn)為其增高可能與局部代謝率變化有關(guān)。本研究證實(shí)，COPD患者雙側(cè)旁正中丘腦Cho/Cr均較對照組病理學(xué)增高。有關(guān)COPD患者Cho增高的機(jī)制亦不清楚。張磊等［9］認(rèn)為組織缺氧性病變可能導(dǎo)致氧自由基的大量堆積，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞膜的破壞增加。凌學(xué)鋒等［3］認(rèn)為Cho的增高亦可能與血紅蛋白過多糖基化有關(guān)。本研究結(jié)果證實(shí)，COPD患者雙側(cè)旁正中丘腦可能存在神經(jīng)元細(xì)胞膜的損傷、能量代謝異常和膠質(zhì)細(xì)胞的增生等，與凌學(xué)鋒等［3］的研究究結(jié)果不一致。國內(nèi)外亦未見與本研究相似的文獻(xiàn)報道，其發(fā)生的機(jī)制尚需進(jìn)一步深入研究。

本研究尚有很多不足之處，如樣本量偏少、腦區(qū)選擇單一等，需要進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計，擴(kuò)大樣本量，建立更科學(xué)的對照進(jìn)行綜合研究。

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（童穎丹編輯）

A proton magnetic resonance spectroscopy imaging study on paramedian thalamus in patients with chronic obstructive pulmonary disease

Cun-qiang Wang1，Xi-ying Tan2，Yu Wang3，Shun-ling He1，Yun-ze Gu1，Zi-yang Yuan1
（1. Department of Magnetic Resonance，2. Department of Neurology，3. Department of Respiratory Medicine，the First People's Hospital of Xinxiang，Xinxiang，Henan 453000，China）

Abstract:Objective To identify the metabolite levels on paramedian thalamus in patients with COPD by proton magnetic resonance spectroscopy（1H-MRS）. Methods Thirty-two patients with COPD in our hospital from February 2012 to January 2015 were randomly selected and 30 normal controls were also selected.1HMRS was used to detect N-acetyl aspartate（NAA），choline complex（Cho）and creatine complex（Cr）in paramedian thalamus of all the subjects. The ratios of NAA/Cr and Cho/Cr were determined. Results The NAA/Cr ratio in the bilateral paramedian thalamus of the patients with COPD was significantly lower than that in the normal controls（P＜0.05）. The Cho/Cr ratio in the patients with COPD was higher than that in the normal controls，the difference was statistically significant（P＜0.05）. Conclusions Metabolisms of neurons in paramedian thalamus are abnormal in patients with COPD.

Keywords:chronic obstructive pulmonary disease；proton magnetic resonance spectroscopy；paramedian thalamus

中圖分類號：R563.9；R445.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.11.018

文章編號：1005-8982（2016）11-0085-04

收稿日期：2016-01-12