阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的靜息態(tài)腦功能磁共振成像研究.pdf

1、目的：
　　運用靜息態(tài)功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonanceimaging，rs-fMRI)技術，采用獨立成分分析(independent component analysis，ICA)獲取阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea-hypopneasyndrome，OSAHS)患者和正常對照組的靜息態(tài)腦網(wǎng)絡，研究OSAHS患者與正

2、常人的靜息態(tài)腦網(wǎng)絡功能連接差異及其與OSAHS嚴重程度的關系，并運用基于體素形態(tài)學(voxel-based morphometry，VBM)分析兩組之間功能連接差異的結構基礎，從而闡明OSAHS患者認知及運動功能障礙的腦網(wǎng)絡機制。
　　材料與方法：
　　選擇符合入組標準的OSAHS患者24例，年齡：31-59歲，平均44.6±7.4歲；健康志愿者21例，年齡：30-60歲，平均40.6±11.4歲；OSAHS患者與正常對照組

3、均為男性、右利手，且兩組之間年齡、教育年限無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，OSAHS患者的體重指數(shù)、呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea-hypopnea index，AHI)、血氧飽和度低于90％的睡眠時間比例(％TST<90％)、Epworth嗜睡評分(Epworthsleepiness score，ESS)均顯著高于正常對照組(P<0.001)，但是OSAHS患者MMSE評分低于正常對照組(P<0.01)。采用GE3.0T磁共振掃描儀對所

4、有受試者行rs-fMRI掃描。應用基于Matlab平臺的SPM8及MICA軟件進行預處理、獨立成分分析和統(tǒng)計。預處理包括時間校正、頭動校正、空間標準化、空間平滑、去線性漂移、低頻濾波和去除協(xié)變量。運用三步主成分分析將功能數(shù)據(jù)分解為30個成分并重建為功能連接圖，ICA運算次數(shù)為100。根據(jù)視覺觀察，選擇與文獻報道的常見靜息態(tài)腦網(wǎng)絡一致的七個成分。統(tǒng)計分析采用單樣本t檢驗，分別得到每個成分的模板，在此模板基礎上采用兩樣本t檢驗比較OSAHS

5、患者與正常對照組的腦網(wǎng)絡功能連接差異，多重比較采用AphaSim校正。為了分析OSAHS嚴重程度對腦網(wǎng)絡功能連接的影響，以年齡為控制變量，采用偏相關分析OSAHS患者AHI、％TST<90％、ESS評分與差異腦區(qū)功能連接的相關性。為了闡明OSAHS腦網(wǎng)絡功能連接改變的結構基礎，以兩組之間功能連接差異區(qū)域作為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，采用SPSS兩樣本t檢驗比較兩組之間ROI的灰質體積(grey matte

6、r volume，GMV)差異。
　　結果：
　　1.除視覺網(wǎng)絡和聽覺網(wǎng)絡以外，其他靜息態(tài)腦網(wǎng)絡在OSAHS患者和正常志愿者之間均存在顯著差異；
　　2.OSAHS患者的內側前額葉和左側背外側前額葉的功能連接及灰質體積均減小，提示功能和結構損害；右側背外側前額葉和左側中央前回的功能連接減低而灰質體積正常，提示功能損害；右側后扣帶的功能連接增強而灰質體積正常，提示功能代償；
　　3.OSAHS患者AHI與右側額頂網(wǎng)

7、絡的背外側前額葉功能連接存在顯著負相關。
　　結論：
　　1.靜息態(tài)腦網(wǎng)絡的功能與結構改變反映了OSAHS患者的記憶、執(zhí)行、注意及運動功能缺陷。
　　2.右側額頂網(wǎng)絡功能連接改變能夠反映OSAHS患者的病情嚴重程度。
　　第二部分阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的全腦局部一致性研究
　　目的：
　　基于rs-fMRI數(shù)據(jù)，利用考察局部腦區(qū)低頻振蕩信號同步性的局部一致性(regional homogene

8、ity，ReHo)算法，研究OSAHS患者與健康志愿者的全腦ReHo值差異以及同GMV改變之間的關系。
　　材料與方法：
　　選擇符合入組標準的OSAHS患者24例、健康志愿者21例，采用GE3.0T磁共振掃描儀進行rs-fMRI檢查，應用基于Matlab平臺的SPM8及REST軟件進行預處理和統(tǒng)計分析。預處理包括時間校正、頭動校正、空間標準化、空間平滑、去線性漂移、低頻濾波和去除協(xié)變量。預處理后數(shù)據(jù)用REST軟件計算每個體

9、素的ReHo值，通過逐個體素的分析得到每個人的ReHo圖。為了消除個體差異的影響，我們計算出標準化的ReHo值，通過基于體素的分析，獲得兩組之間ReHo值存在顯著差異的腦區(qū)，多重比較采用AphaSim校正。為了闡明OSAHS患者全腦ReHo值改變的結構基礎，將兩組之間ReHo值差異腦區(qū)作為ROI，采用SPSS兩樣本t檢驗比較兩組之間ROI的GMV差異。為了分析OSAHS嚴重程度對全腦ReHo改變的影響，以年齡為控制變量，采用偏相關分析O

10、SAHS患者AHI、％TST<90％、ESS評分與差異腦區(qū)ReHo值及GMV的相關性。
　　結果：
　　1.OSAHS患者ReHo值升高區(qū)域包括右側小腦半球、海馬旁回、顳上回、殼核、雙側中央前回、中央后回及輔助運動區(qū)，主要位于感覺運動相關腦區(qū)，提示OSAHS患者的腦功能代償；
　　2.OSAHS患者ReHo值減低區(qū)域包括左側顳下回、雙側小腦半球、前額葉、楔前葉及角回，主要位于認知相關腦區(qū)，提示OSAHS患者的認知功能損

11、害；
　　3.在OSAHS患者ReHo升高腦區(qū)中，右側殼核ReHo值與患者的％TST<90％、ESS呈顯著正相關，右側海馬旁回GMV與患者的ESS呈顯著負相關；在OSAHS患者ReHo減低腦區(qū)中，雙側角回ReHo值與患者的％TST<90％呈顯著負相關，左側楔前葉ReHo值與患者的％TST<90％呈顯著負相關，內側前額葉ReHo值、GMV均與患者的ESS呈顯著負相關，提示以上腦區(qū)的功能和結構改變能夠反映OSAHS嚴重程度。
　

12、　結論：
　　1.OSAHS患者與正常對照組的全腦ReHo值存在顯著性差異，其中患者ReHo值升高主要位于運動感覺相關腦區(qū)，ReHo值減低主要位于認知相關腦區(qū)；
　　2.OSAHS患者ReHo值改變與日間嗜睡及夜間缺氧程度具有顯著相關性。
　　第三部分阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征的全腦低頻振幅研究
　　目的：
　　基于rs-fMRI數(shù)據(jù)，利用考察靜息狀態(tài)下腦自發(fā)性神經(jīng)元活動的低頻振幅(amplitude

13、oflow frequency fluctuations，ALFF)算法，研究OSAHS患者與健康志愿者的全腦ALFF值差異以及同GMV改變之間的關系。
　　材料與方法：
　　選擇符合入組標準的OSAHS患者24例、健康志愿者21例，采用GE3.0T磁共振掃描儀進行靜息態(tài)fMRI檢查，應用基于Matlab平臺的SPM8及REST軟件進行預處理和統(tǒng)計分析。預處理包括時間校正、頭動校正、空間標準化、空間平滑、去線性漂移、低頻濾波

14、和去除協(xié)變量。預處理后數(shù)據(jù)用REST軟件計算每個體素的ALFF值，通過逐個體素的分析得到每個人的ALFF圖。為了消除個體差異的影響，我們計算出標準化的ALFF值，通過基于體素的分析，獲得兩組之間ALFF值存在顯著差異的腦區(qū)，多重比較采用AphaSim校正。為了闡明OSAHS患者全腦ALFF值改變的結構基礎，將兩組之間ALFF值差異腦區(qū)作為ROI，采用SPSS兩樣本t-檢驗比較兩組之間ROI的GMV差異。為了分析OSAHS嚴重程度對全腦A

15、LFF改變的影響，以年齡為控制變量，采用偏相關分析OSAHS患者AHI、％TST<90％、ESS評分與差異腦區(qū)ALFF值及GMV的相關性。
　　結果：
　　1.OSAHS患者ALFF值升高區(qū)域包括右側海馬旁回、梭狀回及顳下回，顳上回、頂上回、右側中央前后回、左側中央旁小葉、中扣帶和輔助運動區(qū)、中央后回，主要位于感覺運動相關腦區(qū)，提示OSAHS患者的腦功能代償機制；
　　2.OSAHS患者ALFF值減低區(qū)域包括雙側前額葉

16、、后扣帶及楔前葉，主要位于認知相關腦區(qū)，代表OSAHS患者的認知功能損害；
　　3.OSAHS患者雙側楔前葉ALFF值與ESS評分呈負相關，提示患者楔前葉功能損害與日間嗜睡程度有關。
　　結論：
　　1.OSAHS患者與正常對照組的全腦ALFF值存在顯著性差異，其中患者ALFF值升高主要位于感覺運動相關腦區(qū)，ALFF值減低主要位于認知相關腦區(qū)；
　　2.OSAHS患者日間嗜睡與雙側楔前葉ALFF值改變具有顯著相關