中重度阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者懸雍垂腭咽成形術(shù)前后的多體素1H-MRS初步研究

郝彩仙，劉 筠，劉學(xué)煥，許 亮，王金月，鐘 進(jìn)，朱 淼

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome, OSAHS)是一種發(fā)病率較高、具有潛在的致死危險性，卻易被人們忽視的疾病。上氣道阻塞是引起OSAHS患者腦缺血、缺氧的主要原因，阻塞引起的腦代謝改變在其發(fā)病機(jī)制中的作用越來越受到重視[1,2]。目前采用的懸雍垂腭咽成形術(shù)(uvulopalatopharyngoplasty, UPPP)，可解除OSAHS患者上氣道狹窄，從而避免呼吸暫停及低通氣的發(fā)生，進(jìn)而解除患者夜間低血氧狀態(tài)，改善腦代謝。因此，在UPPP術(shù)前后充分了解腦代謝異常改變及其恢復(fù)情況，對于患者手術(shù)療效及愈后評估具有重要的臨床意義。然而，目前尚未見國內(nèi)外有關(guān)OSAHS患者UPPP治療前后的多體素磁共振質(zhì)子波譜(1H magnetic resonance spectrum,1H-MRS)的相關(guān)研究報道。

1 材料與方法

1.1 研究對象

收集2008年8月至2009年6月間，我院收治的行UPPP術(shù)的OSAHS患者20例，其中男性18例，女性2例，年齡30～45歲，平均37.3歲。

入組標(biāo)準(zhǔn)：①符合2002年全國阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征會議制定的OSAHS臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]：根據(jù)多導(dǎo)睡眠圖(polysomnography, PSG)監(jiān)測結(jié)果，篩選20例中重度(AHI＞20) OSAHS的患者，其中7例為中度，13例為重度[OSAHS患者病情判定標(biāo)準(zhǔn)[3]：輕度(5＜AHI≤20)、中度(20＜AHI≤40)、重度(AHI＞40)，其中睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea hypopnea index, AHI)指平均每小時睡眠中的呼吸暫停加上低通氣次數(shù)]。②病程為1.5～5年，平均3年。③所有患者既往均無心腦血管疾病，主要臨床癥狀包括白天嗜睡、睡眠時嚴(yán)重打鼾和反復(fù)的呼吸暫停、晨起頭痛、疲勞、記憶力下降等。

術(shù)后6個月復(fù)查頭顱多體素1H-MRS檢查，并再次行PSG監(jiān)測。全部病例術(shù)后癥狀均有不同程度好轉(zhuǎn)，無并發(fā)癥發(fā)生。所有檢查均征得患者或家屬的知情同意，并填寫知情同意書。

1.2 檢查方法

采用Marconi Eclipse 1.5 T超導(dǎo)型磁共振設(shè)備(頭顱專用正交線圈)和Achieva 1.5 T MR超導(dǎo)型磁共振設(shè)備(神經(jīng)血管相控陣線圈)，保證每個患者在術(shù)前、術(shù)后使用同一臺MR掃描儀，在清醒狀態(tài)下，先行常規(guī)MRI橫斷面、冠狀面及矢狀面掃描，成像序列包括SE T1WI (TR/TE, 395 ms/12 ms)和FSE T2WI (TR/TE,4500ms/102 ms)。然后在橫斷面T2WI上定位，采用點解析頻譜(point resolved spectroscopy, PRESS)序列，行多體素質(zhì)子波譜掃描，TR 1500ms，TE 135 ms，矩陣256×384，F(xiàn)OV 140mm×140mm，層厚20mm。興趣區(qū)(ROI)覆蓋包括半卵圓中心區(qū)及基底節(jié)區(qū)層面的整個腦組織，分2次掃描完成，單個體素大小為8.75 mm×8.75 mm×20mm，2臺MR設(shè)備的波譜采集時間分別為4 min 30s和13 min 3 s，每位患者術(shù)前和術(shù)后使用同一臺MR機(jī)檢查。接收/發(fā)射增益調(diào)節(jié)、體素內(nèi)勻場、水抑制均由自動預(yù)掃描程序完成。

圖1 多體素1H-MRS定位示意圖。1A：半卵圓中心區(qū)層面；1B：為基底節(jié)區(qū)層面，白框區(qū)為選擇的體素Fig.1 Multivoxel 1H-MRS positioning diagram.Fig.1A is the centrum ovale level, Fig.1B is the basal ganglia level, the white frame area represents the selected voxels.

應(yīng)用PHILIPS隨機(jī)自帶的波譜分析軟件自動完成基線校準(zhǔn)、信號平均、代謝物識別并計算各種代謝物的曲線下面積，其中氮-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartate, NAA)、肌酸(creatine, Cr)、膽堿(choline, Cho)和乳酸(lactate, Lac)的化學(xué)位移位置分別為2.01 ppm (ppm表示10-6m)、3.03 ppm、3.20ppm和1.33 ppm處。選擇體素時盡量避開腦溝。半卵圓中心區(qū)和基底節(jié)區(qū)由前向后分別選擇4個體素，位于中線兩側(cè)對稱區(qū)域(圖1)，分別計算每個體素的NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr，然后取平均值進(jìn)行定量分析，并觀察有無Lac峰出現(xiàn)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

全部數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件包進(jìn)行處理，計量資料結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示。術(shù)前和術(shù)后各項參數(shù)的比較，均采用t檢驗。所有統(tǒng)計結(jié)果均以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 頭顱MRI平掃表現(xiàn)

術(shù)前及術(shù)后頭顱MRI平掃腦質(zhì)內(nèi)均未見異常信號。9例重度患者，2例中度患者腦溝稍顯增寬。

2.2 多體素1H-MRS表現(xiàn)

2.2.1 半卵圓中心區(qū)1H-MRS表現(xiàn)

UPPP術(shù)后半卵圓中心區(qū)NAA/Cr、NAA/Cho較術(shù)前明顯升高，Cho/Cr較術(shù)前明顯降低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，結(jié)果見表1和圖2。20例患者UPPP術(shù)前后均未見Lac峰。

圖2 半卵圓中心區(qū)多體素1H-MRS。重度OSAHS患者術(shù)前(2A)和術(shù)后(2B)比較，后者NAA/Cho、NAA/Cr 明顯升高，Cho/Cr明顯降低，未見Lac峰Fig.2 Multivoxel 1H-MRS of centrum ovale.Comparing with pre (2A) and post UPPP (2b) in severe OSAHS patients, the latter NAA/Cho and NAA/Cr signi fi cantly increases, Cho/Cr signi fi cantly decreases.No Lac peak is found.

圖3 基底節(jié)區(qū)多體素1H-MRS。重度OSAHS患者術(shù)前(3A)和術(shù)后(3B)比較，后者NAA/Cho、NAA/Cr稍升高，Cho/Cr稍降低，未見Lac峰Fig.3 Multivoxel 1H-MRS of the basal ganglia.Comparing with pre (3A) and post UPPP (3B) in severe OSAHS patients,the latter NAA/Cho and NAA/Cr slightly increases, Cho/Cr slightly decreases.No Lac peak is found.

表1 UPPP術(shù)前后半卵圓中心區(qū)代謝物含量的比較()Tab.1 Comparison of metabolite levels of centrum ovale pre- and post-UPPP ()

表1 UPPP術(shù)前后半卵圓中心區(qū)代謝物含量的比較()Tab.1 Comparison of metabolite levels of centrum ovale pre- and post-UPPP ()

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2.2.2 基底節(jié)區(qū)1H-MRS表現(xiàn)

UPPP術(shù)后基底節(jié)區(qū)NAA/Cr、NAA/Cho較術(shù)前稍升高，Cho/Cr較術(shù)前稍降低，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，結(jié)果見表2和圖3A、3B。20例患者UPPP術(shù)前后均未見Lac峰。

3 討論

隨著睡眠醫(yī)學(xué)研究的不斷深入，人們逐漸認(rèn)識到OSAHS不單純是簡單的上氣道解剖和功能異常，而是一種慢性全身性疾病，可以引起全身多器官損害。近年來越來越多證據(jù)表明，OSAHS可導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙、腦結(jié)構(gòu)和功能的異常[4-6]。如果能在腦形態(tài)學(xué)改變之前做出診斷，進(jìn)而針對引起OSAHS患者腦缺氧的病因即上氣道狹窄進(jìn)行有效的干預(yù)治療，對于有效的避免或降低腦梗死、血管性癡呆等腦血管病的發(fā)病率具有重要的臨床意義。

3.1 OSAHS多體素1H-MRS特點

1H-MRS技術(shù)有單體素(single voxel)和多體素(multivoxel)兩種。國外僅有少量有關(guān)OSAHS患者UPPP術(shù)前單體素1H-MRS的研究報道，且集中于特定區(qū)域灰質(zhì)或白質(zhì)研究[1,7]。盡管單體素波譜可以通過測定代謝物的弛豫計算代謝物濃度，但一次僅能獲得1個部位的1H-MRS曲線，且體素較大，多為2～8 cm3，定位不夠精確，分辨力低，在一定程度上影響臨床應(yīng)用。然而，OSAHS患者腦代謝改變隨部位的不同而變化，因此，本研究采用多體素波譜成像方法，可一次性獲得多個部位的1H-MRS曲線，同時體素更小(8.75 mm×8.75 mm×20mm)，采樣容積縮小，覆蓋范圍增加，減少因周圍組織重疊所致的部分容積效應(yīng)。隨著近年來MRI軟硬件的不斷發(fā)展和提高，多體素1H-MRS的空間分辨率顯著提高，操作更簡便，檢查時間更短，使其更具有臨床應(yīng)用價值，有更加廣闊的應(yīng)用前景。

表2 UPPP術(shù)前后基底節(jié)區(qū)代謝物含量的比較()Tab.2 Comparison of metabolite levels of basal ganglia pre- and post-UPPP ()

表2 UPPP術(shù)前后基底節(jié)區(qū)代謝物含量的比較()Tab.2 Comparison of metabolite levels of basal ganglia pre- and post-UPPP ()

Metabolite Preoperative Postoperative t P NAA/Cr 1.932±0.155 1.995±0.131 -1.358 0.19 Cho/Cr 1.262±0.134 1.181±0.129 1.78 0.091 NAA/Cho 1.568±0.141 1.673±0.155 -1.8950.073

3.2 OSAHS患者UPPP術(shù)前及術(shù)后腦多體素1H-MRS改變

OSAHS患者由于睡眠過程中反復(fù)發(fā)生上氣道完全或不完全阻塞，可引起間斷低氧血癥、高碳酸血癥等，但尚未發(fā)生腦梗死。本組20例OSAHS患者UPPP治療前后，常規(guī)頭顱MRI檢查均未發(fā)現(xiàn)梗死灶。

本組研究結(jié)果顯示，半卵圓中心區(qū)NAA/Cr、NAA/Cho較術(shù)前升高，Cho/Cr較術(shù)前下降，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。筆者認(rèn)為這種可逆性NAA變化可能由軸突數(shù)量改變或者線粒體功能失調(diào)所引起，由于未引起器質(zhì)性改變，因此經(jīng)UPPP治療解除上氣道狹窄，可改善腦低氧血癥。至于術(shù)后Cho下降的原因，我們推測可能是由于UPPP后腦缺氧狀態(tài)改善，各種毒性代謝產(chǎn)物對生物膜的破壞減輕，導(dǎo)致膜磷脂的降解減少，從而Cho波峰降低。而人體內(nèi)Cr濃度是相對穩(wěn)定的，導(dǎo)致NAA/Cr、NAA/Cho較術(shù)前升高，Cho/Cr較術(shù)前下降。由此可見，UPPP不僅可以解除上氣道阻塞，而且還能提高腦組織的代謝水平。

本研究結(jié)果顯示術(shù)后基底節(jié)區(qū)NAA/Cr、NAA/Cho稍升高，Cho/Cr稍降低，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可能該部位血流調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，對缺血、缺氧耐受力優(yōu)于半卵圓中心區(qū)。我們分析導(dǎo)致半卵圓中心區(qū)、基底節(jié)區(qū)腦代謝的差異，是由解剖特點決定的，半卵圓中心區(qū)由大腦中動脈皮質(zhì)支的淺穿支動脈供血，這些血管為終末動脈，無相互吻合或側(cè)支循環(huán)，使該區(qū)域極易受腦血流灌注不足的影響，通常最早發(fā)生腦缺氧[8,9]，因此能夠敏感反映腦代謝改變。由此可見，今后我們評估UPPP術(shù)臨床療效及預(yù)后時，可以直接選取半卵圓中心區(qū)作為興趣區(qū)。

本組20例患者手術(shù)前后均未見Lac峰，表明在患者清醒時沒有嚴(yán)重的低灌注和或低氧引起無氧酵解的證據(jù)。

3.3 OSAHS患者 UPPP術(shù)前及術(shù)后腦多體素1H-MRS的臨床應(yīng)用價值

OSAHS是腦卒中的獨立危險因素，容易引發(fā)腦血管疾病，而早期常規(guī)MR檢查多無異常發(fā)現(xiàn)。本研究應(yīng)用多體素1H-MRS對OSAHS患者UPPP手術(shù)前后進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)雖然常規(guī)MRI未檢出腦梗死灶，但UPPP術(shù)后腦代謝狀況改善，表明多體素1H-MRS可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)檢查無法顯示的病變，能在發(fā)生形態(tài)學(xué)改變之前即可評價腦代謝異常改變及其恢復(fù)情況，為臨床療效及預(yù)后評估提供依據(jù)，能夠有效降低腦梗死的發(fā)生率，具有較好的臨床應(yīng)用價值和發(fā)展前景。

本研究存在一定的局限性，首先，本研究是在患者清醒狀態(tài)下完成的，并不能說明睡眠狀態(tài)下腦代謝變化。而確定患者睡眠狀態(tài)下是否存在氧糖酵解過程，以及睡眠多長時間出現(xiàn)無氧糖酵解對于OSAHS具有重要意義，這是本研究將來重要方向之一。再者，由于在我院UPPP手術(shù)患者以中青年居多，老年和兒童甚少，故未將其納入研究范圍內(nèi)，這也是本研究不足之處。樣本量較少，僅進(jìn)行了初步研究，有些結(jié)果可能存在偏差，有待今后進(jìn)一步深入研究論證。

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