基于靜息態(tài)杏仁核亞區(qū)功能連接觀察高壓氧治療對(duì)TBI患者認(rèn)知功能障礙的影響

何澤會(huì)，雷 雨，邱 珍

(電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬綿陽(yáng)醫(yī)院；綿陽(yáng)市中心醫(yī)院，四川 綿陽(yáng) 621000)

墜落傷與車禍傷是創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)的常見(jiàn)因素[1].TBI的致殘率和死亡率較高，TBI患者即使存活下來(lái)，仍伴有不同程度的后遺癥，對(duì)患者的情感、認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)功能等產(chǎn)生極大影響[2].認(rèn)知功能障礙對(duì)患者的影響最為嚴(yán)重，包括記憶力、定向力、注意力等功能障礙，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)[3-4].高壓氧療法有利于患者神經(jīng)功能的修復(fù)，但目前尚未明確其作用機(jī)制[5].大腦結(jié)構(gòu)和功能之間關(guān)系密切，而功能神經(jīng)影像學(xué)能夠反映大腦結(jié)構(gòu)的變化.功能磁共振成像(FMRI)可監(jiān)測(cè)神經(jīng)元的活動(dòng)狀態(tài)，具有無(wú)創(chuàng)、空間分辨率高等優(yōu)勢(shì)，是一種新興成像技術(shù).靜息態(tài)fMRI技術(shù)又包括功能連接、低頻振幅等分析方法，其中，功能連接分析的應(yīng)用最為廣泛.杏仁核是情感環(huán)路的核心腦區(qū)之一，研究[6]表明，杏仁核的異常與患者的認(rèn)知功能障礙有關(guān).目前，通過(guò)影像學(xué)分析杏仁核結(jié)構(gòu)變化在高壓氧治療TBI患者認(rèn)知功能障礙中的應(yīng)用研究較少.因此，本研究基于靜息態(tài)杏仁核亞區(qū)功能連接探討高壓氧治療TBI的臨床效果，為臨床診治TBI提供參考.

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選擇2018年12月—2021年10月于綿陽(yáng)市中心醫(yī)院接受高壓氧治療的61例TBI的臨床資料，納入高壓氧組，另選同期行非高壓氧治療的61例TBI患者作為對(duì)照組.兩組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05).見(jiàn)表1.

表1 兩組患者一般資料

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：符合《顱腦損傷》中創(chuàng)傷性顱腦損傷的診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]；入院時(shí)間均為發(fā)生TBI后1個(gè)月內(nèi)；首次TBI病史；所有患者均可主動(dòng)配合完成所有量表測(cè)評(píng)；右利手.

排除標(biāo)準(zhǔn)：既往行顱腦手術(shù)患者；心臟起搏器、支架等MRI禁忌者；合并腦腫瘤、腦卒中、阿爾茨海默病等其他中樞系統(tǒng)疾病者；發(fā)病前服用針對(duì)認(rèn)知功能的藥物者；酒精、藥物濫用史者.

1.3 治療方法

對(duì)照組采用基礎(chǔ)治療和認(rèn)知功能康復(fù)治療.基礎(chǔ)治療包括外科手術(shù)、控制血糖及血壓、顱腦保護(hù)、改善腦循環(huán)等；認(rèn)知功能康復(fù)治療在相對(duì)安靜的環(huán)境下進(jìn)行，包括思維能力、記憶力、注意力、計(jì)算力訓(xùn)練等，根據(jù)患者的認(rèn)知功能評(píng)定結(jié)果對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練，治療1次/d，30～40 min/次，5次/周，共20次.

高壓氧組采用高壓氧治療.設(shè)置壓力為2.0個(gè)絕對(duì)大氣壓(ATA)，吸氧方式為面罩吸氧，氧濃度為100%，治療105 min/次，過(guò)程包括升壓、穩(wěn)壓吸氧、間歇休息和減壓，分別為20 min、60 min、5 min和20 min.1次/d，5次/周，共20次.

1.3.1 靜息態(tài)杏仁核亞區(qū)功能連接的觀察方法

患者治療前后通過(guò)1.5T超導(dǎo)磁共振(MRI)掃描儀(GE公司，美國(guó))、回波平面成像獲得靜息態(tài)fMRI的原始數(shù)據(jù)，并用DPARSF軟件預(yù)處理.應(yīng)用REST1.7軟件選擇雙側(cè)杏仁核感興趣區(qū)域(ROI)，采用自動(dòng)解剖標(biāo)記(automated anatomical labeling，AAL)標(biāo)示雙側(cè)杏仁核，分析感興趣區(qū)域(ROI)杏仁核的功能連接狀況.通過(guò)分析感興趣區(qū)的參考時(shí)間序列與大腦中各個(gè)體素時(shí)間序列的相關(guān)性得出相關(guān)系數(shù).

1.3.2 觀察指標(biāo)

療效判定[8]標(biāo)準(zhǔn)：生活自理、語(yǔ)言流利、意識(shí)清楚為基本治愈；大部分生活可自理，語(yǔ)言欠流利，但有清晰意識(shí)則評(píng)定為顯效；基本可自行生活，與治療前癥狀比有好轉(zhuǎn)，且有清晰意識(shí)則評(píng)定為有效；臥床或植物狀態(tài)、意識(shí)模糊、臨床癥狀未好轉(zhuǎn)為無(wú)效.總有效=基本治愈+顯效+有效.

觀察患者治療前后的杏仁核亞區(qū)功能連接情況.左側(cè)杏仁核：右側(cè)眶部額下回(ROIFG)、右側(cè)腦島(RINS)、右側(cè)背外側(cè)額上回(RDSFG)、左側(cè)背外側(cè)額上回(LDSFG)、右側(cè)內(nèi)側(cè)額上回(RMSFG)、左側(cè)前扣帶和旁扣帶腦回(LACG)；右側(cè)杏仁核：左側(cè)島蓋部額下回(LOPIFG)、左側(cè)腦島(LINS).

采用簡(jiǎn)易精神狀態(tài)量表(MMSE)[9]和蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(MoCA)[10]對(duì)患者治療前后的認(rèn)知功能進(jìn)行評(píng)價(jià).

采用酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)測(cè)定患者血清S100-B、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、血清髓鞘堿性蛋白(MBP)水平.

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者臨床療效

本研究結(jié)果顯示，高壓氧組患者總有效率高于對(duì)照組(P<0.05).見(jiàn)表2.

表2 兩組臨床療效

2.2 兩組患者認(rèn)知功能評(píng)分

本研究結(jié)果顯示，治療后，高壓氧組MMSE及MoCA評(píng)分高于對(duì)照組(P<0.05).見(jiàn)表3.

表3 認(rèn)知功能評(píng)分

2.3 兩組患者血清中神經(jīng)損傷標(biāo)志物水平

本研究結(jié)果顯示，治療后，高壓氧組患者神經(jīng)損傷各標(biāo)志物水平低于對(duì)照組(P<0.05).見(jiàn)表4.

表4 兩組患者血清中神經(jīng)損傷標(biāo)志物

2.4 高壓氧組治療前后杏仁核亞區(qū)功能連接的差異

本研究結(jié)果顯示，高壓氧組治療前后左側(cè)杏仁核的ROIFG、RINS、RDSFG、LDSFG、RMSFG、LACG、右側(cè)杏仁核的LOPIFG、LINS比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05).見(jiàn)表5和圖1.

表5 高壓氧組治療前后杏仁核亞區(qū)功能連接的差異

L.左；R.右；紅色為功能連接增強(qiáng)腦區(qū)，藍(lán)色為功能連接降低腦區(qū).

2.5 相關(guān)性分析

經(jīng)Pearson檢驗(yàn)分析，左側(cè)杏仁核ROIFG、RINS、RDSFG、LACG、右側(cè)杏仁核LOPIFG、LINS分別與MMSE評(píng)分(r=0.456、0.618、0.513、0.635、0.464、0.569)、MoCA評(píng)分(r=0.412、0.523、0.476、0.435、0.573、0.486)呈明顯正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，分別與MBP(r=-0.384、-0.542、-0.468、-0.459、-0.404、-0.568)、NSE(r=-0.456、-0.430、-0.502、-0.372、-0.428、-0.368)、S100-B(r=-0.437、-0.526、0.492、-0.519、-0.362、-0.583)呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，左側(cè)杏仁核LDSFG、RMSFG分別與MMSE評(píng)分(r=-0.472、-0.532)、MoCA評(píng)分(r=-0.508、-0.549)呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.05)，分別與MBP(r=0.601、0.464)、NSE(r=0.478、0.558)、S100-B(r=0.517、0.463)呈明顯正相關(guān)關(guān)系(P<0.05).結(jié)果見(jiàn)圖2 a、b、c、d、e.

圖2 相關(guān)性分析

3 討 論

目前，TBI的發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì).TBI在各種類型創(chuàng)傷中的發(fā)病率最高，約為9%～21%，死亡率高達(dá)40%左右[11].輕度TBI患者常伴有腦震蕩、慢性頭痛等癥狀，中重度TBI患者由于中樞神經(jīng)損傷較為嚴(yán)重，約有25%的TBI患者伴有心理障礙、運(yùn)動(dòng)障礙、認(rèn)知功能障礙等[12-13].高壓氧治療可糾正人體重要器官的缺氧狀態(tài)，提高血液及腦組織的氧含量，從而達(dá)到治療的目的[14].高壓氧治療能夠及時(shí)有效地保護(hù)中樞神經(jīng)和腦細(xì)胞，避免腦損傷的加重，降低嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生率[15].但由于缺乏科學(xué)、定量的驗(yàn)證工具，尚未明確高壓氧治療對(duì)TBI患者的實(shí)際療效及改善患者認(rèn)知功能的機(jī)制.

近年來(lái)，fMRI(分為靜息態(tài)和任務(wù)態(tài))已成為臨床上廣泛應(yīng)用的腦功能成像技術(shù)，TBI患者多存在認(rèn)知功能障礙，配合較困難，難以完成任務(wù)態(tài)所設(shè)計(jì)的特殊任務(wù)，因此，臨床上通常在靜息狀態(tài)下通過(guò)fMRI觀察患者的腦功能變化.杏仁核腦區(qū)屬于邊緣系統(tǒng)的一部分，是阿爾茲海默癥早期最容易受損的部位之一[16].有研究[17]表明，杏仁核腦區(qū)的結(jié)構(gòu)萎縮和功能紊亂與患者的認(rèn)知功能障礙有關(guān).目前，關(guān)于TBI患者靜息態(tài)杏仁核腦區(qū)功能的研究較少，本研究通過(guò)靜息態(tài)fMRI觀察杏仁核亞區(qū)功能連接的改變探究高壓氧治療對(duì)改善TBI患者認(rèn)知功能障礙的療效.

高壓氧治療可減輕TBI后的炎性反應(yīng)，抑制氧自由基的生成，降低顱內(nèi)壓，提高腦組織的氧分壓，進(jìn)而改善認(rèn)知功能，在TBI后神經(jīng)功能損害的治療中有一定療效[18].研究[19]表明，高壓氧治療能夠明顯提高TBI患者認(rèn)知功能障礙的治療效果，而本研究數(shù)據(jù)結(jié)果與其一致.對(duì)于輕度認(rèn)知功能障礙的患者，MoCA評(píng)估的敏感性和特異性較MMSE高，但在文化程度較低的人群中，MoCA的使用受到限制，需矯正教育程度帶來(lái)的偏差，因此，臨床上通常將MMSE、MoCA聯(lián)合應(yīng)用，以提高評(píng)估認(rèn)知功能的準(zhǔn)確性[20].在本研究中，采用高壓氧治療的患者認(rèn)知功能改善更為明顯，這與丁政等[21]的研究結(jié)果一致.MBP是一種強(qiáng)堿性膜蛋白，當(dāng)TBI發(fā)生后，中樞神經(jīng)系統(tǒng)和血腦屏障被破壞，血清MBP水平升高，影響中樞神經(jīng)髓鞘結(jié)構(gòu)和功能[22].NSE是一種可溶性胞質(zhì)蛋白，當(dāng)腦實(shí)質(zhì)受到損傷時(shí)患者血清NSE水平升高[23].S100-B是一種鈣結(jié)合蛋白，TBI患者的小神經(jīng)細(xì)胞受到激活和破壞，S100-B大量釋放進(jìn)入腦脊液，進(jìn)而進(jìn)入血液[23].因此，本研究通過(guò)測(cè)定MBP、NSE、S100-B水平發(fā)現(xiàn)，高壓氧組治療后的MBP、NSE、S100-B水平較對(duì)照組明顯降低(P<0.05)，提示高壓氧治療具有良好的腦細(xì)胞保護(hù)作用.

靜息態(tài)fMRI檢查能夠間接反映神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)狀態(tài)，其中，不同腦區(qū)的功能連接反映了神經(jīng)元活動(dòng)的同步性，廣泛應(yīng)用于阿爾茲海默病等認(rèn)知功能障礙的研究中.杏仁核腦區(qū)屬于邊緣系統(tǒng)的一部分，參與學(xué)習(xí)、記憶和情緒.在本研究中，高壓氧治療后的TBI后認(rèn)知功能障礙患者的左側(cè)杏仁核的RINS、RDSFG、LACG、右側(cè)杏仁核的LOPIFG、LINS的功能連接顯著增強(qiáng)，左側(cè)杏仁核的LDSFG、RMSFG功能連接顯著降低，且均與患者的認(rèn)知功能評(píng)分、血清神經(jīng)損傷標(biāo)志物均具有明顯的相關(guān)性，表明杏仁核亞區(qū)功能連接的改變與TBI患者的認(rèn)知功能有關(guān)，高壓氧治療對(duì)患者認(rèn)知功能的改善作用可通過(guò)改變杏仁核亞區(qū)的功能連接實(shí)現(xiàn).

綜上所述，高壓氧治療可有效改善TBI后的認(rèn)知功能障礙，可能與促進(jìn)杏仁核亞區(qū)的功能連接有關(guān).