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(yùn)用靜息態(tài)功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonanceimaging，rs-fMRI)技術(shù)，采用獨(dú)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(duì)照組的靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)，研究OSAHS患者與正

2、常人的靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)功能連接差異及其與OSAHS嚴(yán)重程度的關(guān)系，并運(yùn)用基于體素形態(tài)學(xué)(voxel-based morphometry，VBM)分析兩組之間功能連接差異的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，從而闡明OSAHS患者認(rèn)知及運(yùn)動(dòng)功能障礙的腦網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。
　　材料與方法：
　　選擇符合入組標(biāo)準(zhǔn)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(duì)照組

3、均為男性、右利手，且兩組之間年齡、教育年限無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(shí)間比例(％TST<90％)、Epworth嗜睡評(píng)分(Epworthsleepiness score，ESS)均顯著高于正常對(duì)照組(P<0.001)，但是OSAHS患者M(jìn)MSE評(píng)分低于正常對(duì)照組(P<0.01)。采用GE3.0T磁共振掃描儀對(duì)所

4、有受試者行rs-fMRI掃描。應(yīng)用基于Matlab平臺(tái)的SPM8及MICA軟件進(jìn)行預(yù)處理、獨(dú)立成分分析和統(tǒng)計(jì)。預(yù)處理包括時(shí)間校正、頭動(dòng)校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化、空間平滑、去線性漂移、低頻濾波和去除協(xié)變量。運(yùn)用三步主成分分析將功能數(shù)據(jù)分解為30個(gè)成分并重建為功能連接圖，ICA運(yùn)算次數(shù)為100。根據(jù)視覺(jué)觀察，選擇與文獻(xiàn)報(bào)道的常見(jiàn)靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)一致的七個(gè)成分。統(tǒng)計(jì)分析采用單樣本t檢驗(yàn)，分別得到每個(gè)成分的模板，在此模板基礎(chǔ)上采用兩樣本t檢驗(yàn)比較OSAHS

5、患者與正常對(duì)照組的腦網(wǎng)絡(luò)功能連接差異，多重比較采用AphaSim校正。為了分析OSAHS嚴(yán)重程度對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)功能連接的影響，以年齡為控制變量，采用偏相關(guān)分析OSAHS患者AHI、％TST<90％、ESS評(píng)分與差異腦區(qū)功能連接的相關(guān)性。為了闡明OSAHS腦網(wǎng)絡(luò)功能連接改變的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，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(yàn)比較兩組之間ROI的灰質(zhì)體積(grey matte

6、r volume，GMV)差異。
　　結(jié)果：
　　1.除視覺(jué)網(wǎng)絡(luò)和聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)以外，其他靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)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(nèi)側(cè)前額葉和左側(cè)背外側(cè)前額葉的功能連接及灰質(zhì)體積均減小，提示功能和結(jié)構(gòu)損害；右側(cè)背外側(cè)前額葉和左側(cè)中央前回的功能連接減低而灰質(zhì)體積正常，提示功能損害；右側(cè)后扣帶的功能連接增強(qiáng)而灰質(zhì)體積正常，提示功能代償；
　　3.OSAHS患者AHI與右側(cè)額頂網(wǎng)

7、絡(luò)的背外側(cè)前額葉功能連接存在顯著負(fù)相關(guān)。
　　結(jié)論：
　　1.靜息態(tài)腦網(wǎng)絡(luò)的功能與結(jié)構(gòu)改變反映了OSAHS患者的記憶、執(zhí)行、注意及運(yùn)動(dòng)功能缺陷。
　　2.右側(cè)額頂網(wǎng)絡(luò)功能連接改變能夠反映OSAHS患者的病情嚴(yán)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(hào)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(guān)系。
　　材料與方法：
　　選擇符合入組標(biāo)準(zhǔn)的OSAHS患者24例、健康志愿者21例，采用GE3.0T磁共振掃描儀進(jìn)行rs-fMRI檢查，應(yīng)用基于Matlab平臺(tái)的SPM8及REST軟件進(jìn)行預(yù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。預(yù)處理包括時(shí)間校正、頭動(dòng)校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化、空間平滑、去線性漂移、低頻濾波和去除協(xié)變量。預(yù)處理后數(shù)據(jù)用REST軟件計(jì)算每個(gè)體

9、素的ReHo值，通過(guò)逐個(gè)體素的分析得到每個(gè)人的ReHo圖。為了消除個(gè)體差異的影響，我們計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)化的ReHo值，通過(guò)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，將兩組之間ReHo值差異腦區(qū)作為ROI，采用SPSS兩樣本t檢驗(yàn)比較兩組之間ROI的GMV差異。為了分析OSAHS嚴(yán)重程度對(duì)全腦ReHo改變的影響，以年齡為控制變量，采用偏相關(guān)分析O

10、SAHS患者AHI、％TST<90％、ESS評(píng)分與差異腦區(qū)ReHo值及GMV的相關(guān)性。
　　結(jié)果：
　　1.OSAHS患者ReHo值升高區(qū)域包括右側(cè)小腦半球、海馬旁回、顳上回、殼核、雙側(cè)中央前回、中央后回及輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)，主要位于感覺(jué)運(yùn)動(dòng)相關(guān)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(cè)顳下回、雙側(cè)小腦半球、前額葉、楔前葉及角回，主要位于認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)，提示OSAHS患者的認(rèn)知功能損

11、害；
　　3.在OSAHS患者ReHo升高腦區(qū)中，右側(cè)殼核ReHo值與患者的％TST<90％、ESS呈顯著正相關(guān)，右側(cè)海馬旁回GMV與患者的ESS呈顯著負(fù)相關(guān)；在OSAHS患者ReHo減低腦區(qū)中，雙側(cè)角回ReHo值與患者的％TST<90％呈顯著負(fù)相關(guān)，左側(cè)楔前葉ReHo值與患者的％TST<90％呈顯著負(fù)相關(guān)，內(nèi)側(cè)前額葉ReHo值、GMV均與患者的ESS呈顯著負(fù)相關(guān)，提示以上腦區(qū)的功能和結(jié)構(gòu)改變能夠反映OSAHS嚴(yán)重程度。
　

12、　結(jié)論：
　　1.OSAHS患者與正常對(duì)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(yùn)動(dòng)感覺(jué)相關(guān)腦區(qū)，ReHo值減低主要位于認(rèn)知相關(guān)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(guān)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(dòng)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(guān)系。
　　材料與方法：
　　選擇符合入組標(biāo)準(zhǔn)的OSAHS患者24例、健康志愿者21例，采用GE3.0T磁共振掃描儀進(jìn)行靜息態(tài)fMRI檢查，應(yīng)用基于Matlab平臺(tái)的SPM8及REST軟件進(jìn)行預(yù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。預(yù)處理包括時(shí)間校正、頭動(dòng)校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化、空間平滑、去線性漂移、低頻濾波

14、和去除協(xié)變量。預(yù)處理后數(shù)據(jù)用REST軟件計(jì)算每個(gè)體素的ALFF值，通過(guò)逐個(gè)體素的分析得到每個(gè)人的ALFF圖。為了消除個(gè)體差異的影響，我們計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)化的ALFF值，通過(guò)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，將兩組之間ALFF值差異腦區(qū)作為ROI，采用SPSS兩樣本t-檢驗(yàn)比較兩組之間ROI的GMV差異。為了分析OSAHS嚴(yán)重程度對(duì)全腦A

15、LFF改變的影響，以年齡為控制變量，采用偏相關(guān)分析OSAHS患者AHI、％TST<90％、ESS評(píng)分與差異腦區(qū)ALFF值及GMV的相關(guān)性。
　　結(jié)果：
　　1.OSAHS患者ALFF值升高區(qū)域包括右側(cè)海馬旁回、梭狀回及顳下回，顳上回、頂上回、右側(cè)中央前后回、左側(cè)中央旁小葉、中扣帶和輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)、中央后回，主要位于感覺(jué)運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)，提示OSAHS患者的腦功能代償機(jī)制；
　　2.OSAHS患者ALFF值減低區(qū)域包括雙側(cè)前額葉

16、、后扣帶及楔前葉，主要位于認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)，代表OSAHS患者的認(rèn)知功能損害；
　　3.OSAHS患者雙側(cè)楔前葉ALFF值與ESS評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，提示患者楔前葉功能損害與日間嗜睡程度有關(guān)。
　　結(jié)論：
　　1.OSAHS患者與正常對(duì)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(jué)運(yùn)動(dòng)相關(guān)腦區(qū)，ALFF值減低主要位于認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)；
　　2.OSAHS患者日間嗜睡與雙側(cè)楔前葉ALFF值改變具有顯著相關(guān)