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前后的多體素1H-MRS初步研究

郝彩仙，劉 筠，劉學煥，許 亮，王金月，鐘 進，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病機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(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生，進而解除患者夜間低血氧狀態，改善腦代謝。因此，在UPPP術前后充分了解腦代謝異常改變及其恢復情況，對于患者手術療效及愈后評估具有重要的臨床意義。然而，目前尚未見國內外有關OSAHS患者UPPP治療前后的多體素磁共振質子波譜(1H magnetic resonance spectrum,1H-MRS)的相關研究報道。

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。

入組標準：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臨床診斷標準[3]：根據多導睡眠圖(polysomnography, PSG)監測結果，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患者病情判定標準[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(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]。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、睡眠時嚴重打鼾和反復的呼吸暫停、晨起頭痛、疲勞、記憶力下降等。

術后6個月復查頭顱多體素1H-MRS檢查，并再次行PSG監測。全部病例術后癥狀均有不同程度好轉，無并發癥發生。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超導型磁共振設備(頭顱專用正交線圈)和Achieva 1.5 T MR超導型磁共振設備(神經血管相控陣線圈)，保證每個患者在術前、術后使用同一臺MR掃描儀，在清醒狀態下，先行常規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，行多體素質子波譜掃描，TR 1500ms，TE 135 ms，矩陣256×384，FOV 140mm×140mm，層厚20mm。興趣區(ROI)覆蓋包括半卵圓中心區及基底節區層面的整個腦組織，分2次掃描完成，單個體素大小為8.75 mm×8.75 mm×20mm，2臺MR設備的波譜采集時間分別為4 min 30s和13 min 3 s，每位患者術前和術后使用同一臺MR機檢查。接收/發射增益調節、體素內勻場、水抑制均由自動預掃描程序完成。

圖1 多體素1H-MRS定位示意圖。1A：半卵圓中心區層面；1B：為基底節區層面，白框區為選擇的體素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.

應用PHILIPS隨機自帶的波譜分析軟件自動完成基線校準、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。半卵圓中心區和基底節區由前向后分別選擇4個體素，位于中線兩側對稱區域(圖1)，分別計算每個體素的NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr，然后取平均值進行定量分析，并觀察有無Lac峰出現。

1.3 統計學方法

全部數據采用SPSS 13.0統計軟件包進行處理，計量資料結果以均數±標準差()表示。術前和術后各項參數的比較，均采用t檢驗。所有統計結果均以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 頭顱MRI平掃表現

術前及術后頭顱MRI平掃腦質內均未見異常信號。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

2.2.1 半卵圓中心區1H-MRS表現

UPPP術后半卵圓中心區NAA/Cr、NAA/Cho較術前明顯升高，Cho/Cr較術前明顯降低，差異均有統計學意義(P＜0.05)，結果見表1和圖2。20例患者UPPP術前后均未見Lac峰。

圖2 半卵圓中心區多體素1H-MRS。重度OSAHS患者術前(2A)和術后(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 基底節區多體素1H-MRS。重度OSAHS患者術前(3A)和術后(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術前后半卵圓中心區代謝物含量的比較()Tab.1 Comparison of metabolite levels of centrum ovale pre- and post-UPPP ()

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

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2.2.2 基底節區1H-MRS表現

UPPP術后基底節區NAA/Cr、NAA/Cho較術前稍升高，Cho/Cr較術前稍降低，差異均無統計學意義，結果見表2和圖3A、3B。20例患者UPPP術前后均未見Lac峰。

3 討論

隨著睡眠醫學研究的不斷深入，人們逐漸認識到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表明，OSAHS可導致認知功能障礙、腦結構和功能的異常[4-6]。如果能在腦形態學改變之前做出診斷，進而針對引起OSAHS患者腦缺氧的病因即上氣道狹窄進行有效的干預治療，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技術有單體素(single voxel)和多體素(multivoxel)兩種。國外僅有少量有關OSAHS患者UPPP術前單體素1H-MRS的研究報道，且集中于特定區域灰質或白質研究[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。隨著近年來MRI軟硬件的不斷發展和提高，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，使其更具有臨床應用價值，有更加廣闊的應用前景。

表2 UPPP術前后基底節區代謝物含量的比較()Tab.2 Comparison of metabolite levels of basal ganglia pre- and post-UPPP ()

表2 UPPP術前后基底節區代謝物含量的比較()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術前及術后腦多體素1H-MRS改變

OSAHS患者由于睡眠過程中反復發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，但尚未發生腦梗死。本組20例OSAHS患者UPPP治療前后，常規頭顱MRI檢查均未發現梗死灶。

本組研究結果顯示，半卵圓中心區NAA/Cr、NAA/Cho較術前升高，Cho/Cr較術前下降，差異均有統計學意義。筆者認為這種可逆性NAA變化可能由軸突數量改變或者線粒體功能失調所引起，由于未引起器質性改變，因此經UPPP治療解除上氣道狹窄，可改善腦低氧血癥。至于術后Cho下降的原因，我們推測可能是由于UPPP后腦缺氧狀態改善，各種毒性代謝產物對生物膜的破壞減輕，導致膜磷脂的降解減少，從而Cho波峰降低。而人體內Cr濃度是相對穩定的，導致NAA/Cr、NAA/Cho較術前升高，Cho/Cr較術前下降。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。

本研究結果顯示術后基底節區NAA/Cr、NAA/Cho稍升高，Cho/Cr稍降低，差異無統計學意義，可能該部位血流調節能力較強，對缺血、缺氧耐受力優于半卵圓中心區。我們分析導致半卵圓中心區、基底節區腦代謝的差異，是由解剖特點決定的，半卵圓中心區由大腦中動脈皮質支的淺穿支動脈供血，這些血管為終末動脈，無相互吻合或側支循環，使該區域極易受腦血流灌注不足的影響，通常最早發生腦缺氧[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術臨床療效及預后時，可以直接選取半卵圓中心區作為興趣區。

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

3.3 OSAHS患者 UPPP術前及術后腦多體素1H-MRS的臨床應用價值

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

本研究存在一定的局限性，首先，本研究是在患者清醒狀態下完成的，并不能說明睡眠狀態下腦代謝變化。而確定患者睡眠狀態下是否存在氧糖酵解過程，以及睡眠多長時間出現無氧糖酵解對于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，這也是本研究不足之處。樣本量較少，僅進行了初步研究，有些結果可能存在偏差，有待今后進一步深入研究論證。

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