基于彌散張量成像參數分析阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征及其合并缺血性腦卒中患者腦白質損傷情況

崔麗萍，李淑娟，張紅，劉偉安，劉艷，王曉東，朱佳榮，苑秀梅，王帆，魏艷萍

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征（obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome，OSAHS）指以夜間間歇性低氧血癥及夜間睡眠片段化為特征的一組臨床綜合征，臨床表現為白天嗜睡、注意力不集中及記憶力減退等廣泛認知障礙［1］。研究顯示，睡眠中長期反復的氣道阻塞和低通氣可導致OSAHS患者氧飽和度下降及血流動力學改變，進而導致腦損傷［2］。OSAHS患者發生呼吸暫停與交感神經系統的激活有關，其可導致患者血壓升高、心率增快，再加上血流動力學變化，容易引發心血管疾病和缺血性腦卒中［3-4］。缺血性腦卒中是目前臨床上最常見的死亡原因之一［5］，其約占所有腦卒中的75%以上，是各種原因導致腦局部血液循環障礙、腦組織缺血，進而出現一系列神經功能障礙和肢體運動障礙的疾病［6］。徐海如等［7］發現，OSAHS患者雙側額葉、左側前扣帶回等多個腦白質區域受損，且最終可導致認知障礙。缺血性腦卒中不僅能損傷患者的肢體運動功能和神經功能，還能損傷對缺血、缺氧敏感的腦白質，另外，明宣等［8］研究表明，腦白質高信號是OSAHS患者合并缺血性腦卒中的獨立危險因素，會增加缺血性腦卒中的再發風險。但目前常規磁共振成像及CT檢查并不能早期評估腦白質的損傷程度及部位［9-10］，而彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是目前唯一能觀察腦白質纖維的無創檢查方法，可以定性分析腦白質的微觀結構［11-14］。本研究旨在通過DTI參數分析OSAHS及其合并缺血性腦卒中患者腦白質損傷情況，以期為早期發現存在腦白質損傷的OSAHS及合并缺血性腦卒中的OSAHS患者提供依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2020年11月至2021年11月于寧夏醫科大學總醫院神經內科和呼吸內科就診的OSAHS合并缺血性腦卒中患者17例（OSAHS合并缺血性腦卒中組）和單純OSAHS患者21例（OSAHS組）為研究對象。納入標準：（1）符合《阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征診治指南（2011年修訂版）》中OSAHS的診斷標準［15］；（2）缺血性腦卒中的診斷符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》［16］中的診斷標準；（3）缺血性腦卒中的病程為6 h～2周；（4）血常規、肝功能指標、腎功能指標、凝血系列檢查等未見明顯異常。排除標準：（1）合并明顯的意識障礙和嚴重的認知障礙；（2）伴有全身器質性病變或惡性腫瘤史；（3）存在磁共振成像檢查的禁忌證如植入物固定金屬假牙、心臟起搏器或存在幽閉恐懼癥；（4）妊娠期或哺乳期婦女。參照《阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征診治指南（基層版）》［17］和《阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征診治指南（2011年修訂版）》［15］對OSAHS病情嚴重程度進行分級，最低血氧飽和度（lowest oxygen saturation，LSaO2）為85%～90%、呼吸暫停低通氣指數（apnea hypoventilation index，AHI）為5～15次/h記為輕度，LSaO2為80%～84%、AHI為16～30次/h記為中度，LSaO2＜80%、AHI＞30次/h記為重度；根據OSAHS病情嚴重程度，將OSAHS組進一步分為輕度亞組（6例）和中重度亞組（15例）。本研究經寧夏醫科大學總醫院倫理委員會批準同意（倫理編號：KYLL-2022-0005），所有患者簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料收集 收集患者一般資料，包括性別、年齡、BMI、頸圍、胸圍、腰圍、受教育年限、高血壓發生情況、糖尿病發生情況、吸煙史、飲酒史、入院時多導睡眠監測參數〔AHI、氧減指數（oxygen desaturation index，ODI）、LSaO2、平均血氧飽和度（mean arterial oxygen saturation，MSaO2）、低氧血癥持續時間〕。

1.2.2 DTI參數檢測 采用美國GE Healthcare Discovery MR750型MRI掃描儀對患者進行DTI檢查，使用標準八通道頭顱線圈接收MR信號。采集DTI數據前進行常規全腦軸位T1加權成像（T1-weighted image，T1WI）、軸位T2加權成像（T2-weighted image，T2WI）及軸位T2磁共振成像液體衰減翻轉恢復序列（T2 fliud attenuated inversion recovery，T2-FLAIR）掃描，具體掃描參數如下：（1）軸位T1WI：重復時間（repetition time，TR）為600 ms，回波時間（echo time，TE）為15 ms；（2）軸位T2WI：TR為5 200 ms，TE為140 ms；（3）軸位T2-FLAIR：TR為9 000 ms，TE為120 ms，翻轉時間（inversion time，TI）為2 100 ms。層厚為5 mm，間距為1.5 mm，層數20，視野（field of view，FOV）為24 cm×24 cm，矩陣為512×512。采用單次激發平面回波成像（single-shot echo planar image，SS-EPI）序列采集DTI數據，圖像范圍覆蓋全腦。具體DTI參數如下：彌散敏感梯度方向為25個，彌散敏感系數b值為1 000 s/mm2，翻轉角（flip angle，FA）為90°，激勵次數（number of excitation，NEX）為1，TR為12 000 ms，TE為75.5 ms，FOV為24 cm×24 cm，矩陣為128×128，層厚為3.0 mm，間距為0 mm，掃描時間為5′36″。將DTI的圖像數據導入Siemens工作站進行后處理，產生各向異性分數（fractional anisotropy，FA）偽彩色圖和表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）圖。分別測量雙側小腦、顳葉、海馬旁回、大腦腳、內囊前肢、內囊后肢、丘腦、尾狀核頭、側腦室前角周圍白質、側腦室后角周圍白質、前扣帶回、半圓卵中心、頂葉、額葉及胼胝體膝部、壓部30個區域的FA、ADC。對于OSAHS合并缺血性腦卒中患者，在腦梗死部位（包括側腦室旁、半卵圓中心、頂葉、額葉）手動勾畫感興趣區，然后在其鏡像區（對側）勾畫相同感興趣區，分別測量梗死區和鏡像區的FA、ADC。

1.3 統計學方法 采用SPSS 26.0進行統計學分析。服從正態分布的計量資料以（±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，梗死區與鏡像區指標比較采用配對t檢驗；不服從正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用非參數檢驗；計數資料以相對數表示，組間比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 OSAHS組與OSAHS合并缺血性腦卒中組一般資料比較 OSAHS合并缺血性腦卒中組男性占比、有吸煙史者占比高于OSAHS組，頸圍大于OSAHS組，差異有統計學意義（P＜0.05）；OSAHS組與OSAHS合并缺血性腦卒中組年齡、BMI、胸圍、腰圍、受教育年限、高血壓發生率、糖尿病發生率、有飲酒史者占比及入院時AHI、ODI、LSaO2、MSaO2、低氧血癥持續時間比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 OSAHS組與OSAHS合并缺血性腦卒中組一般資料比較Table 1 Comparison of general data between OSAHS group and OSAHS combined with ischemic stroke group

2.2 OSAHS組與OSAHS合并缺血性腦卒中組不同部位DTI參數比較 OSAHS合并缺血性腦卒中組左側大腦腳、丘腦、側腦室后角周圍白質、半卵圓中心及右側半卵圓中心、額葉FA小于OSAHS組，左側大腦腳、內囊前肢、丘腦、半卵圓中心、額葉及右側大腦腳、丘腦、前扣帶回、半卵圓中心、額葉ADC大于OSAHS組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 OSAHS組與OSAHS合并缺血性腦卒中組不同部位DTI參數比較Table 2 Comparison of DTI parameters in different sites between OSAHS group and OSAHS combined with ischemic stroke group

（續表2）

2.3 輕度亞組與中重度亞組不同部位DTI參數比較 中重度亞組左側側腦室前角周圍白質、胼胝體壓部FA大于輕度亞組，右側額葉ADC小于輕度亞組，胼胝體壓部ADC大于輕度亞組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 輕度亞組與中重度亞組不同部位DTI參數比較Table 3 Comparison of DTI parameter in different sites between mild subgroup and moderate and severe subgroup

（續表3）

2.4 OSAHS合并缺血性腦卒中組梗死區與鏡像區DTI參數比較 OSAHS合并缺血性腦卒中組梗死區FA為（0.230±0.090），ADC為（1.200±0.290）；鏡像區FA為（0.320±0.110），ADC為（0.910±0.200）。OSAHS合并缺血性腦卒中組梗死區FA小于鏡像區，ADC大于鏡像區，差異有統計學意義（t配對值分別為-3.819、4.482，P值均＜0.001）。

3 討論

隨著OSAHS病情嚴重程度的加重，患者會出現多器官功能障礙、心腦血管及神經系統損傷，這主要歸因于長期缺氧、血氣異常及腦代謝異常導致的腦損傷［18-21］。據報道，中重度OSAHS患者無癥狀性腦梗死的發病率高達25%［22］。2011年，美國心臟及卒中協會將睡眠呼吸障礙納入卒中一級預防的危險因素［23］，我國在2014年已將OSAHS列為卒中的獨立危險因素并將其納入卒中二級預防的危險因素［24］。研究發現，間歇性缺氧的OSAHS患者存在不同大腦區域的結構改變，如海馬、頂葉皮質和額葉區域的灰質體積縮小，其中以海馬區和額葉白質區最為明顯［25-26］。多項研究發現，OSAHS患者夜間反復發生低氧血癥可導致腦血流量及腦灌注減少，使腦白質深部腦血流量降低，引起腦白質疏松，從而導致軸突細胞膜及髓鞘完整性受損［27-28］。腦卒中患者也會因缺血導致腦血流量及腦灌注不足，最終導致腦部結構發生改變，從而影響患者的日常生活［29］。常規MRI檢查可以發現OSAHS患者伴發的腦血管疾病，但難以識別和發現腦部結構潛在的早期病變，而DTI檢查可以早期發現腦白質改變。DTI可利用水分子彌散運動各向異性成像，非侵入性地顯示神經纖維的細微解剖結構變化情況［30］。研究發現，DTI檢查發現的腦白質損傷范圍大于磁共振成像、功能磁共振成像及磁共振波譜檢查，特別是在額葉和海馬中［31-32］。還有研究顯示，DTI檢查可以顯示腦白質神經纖維的中斷情況及腦梗死區域和受損神經纖維之間的嚴重程度，并且三維纖維圖像重建可直接顯示皮質脊髓束情況［33］。本研究旨在通過DTI參數分析OSAHS及其合并缺血性腦卒中患者腦白質損傷情況。

FA為張量各向異性與整個擴散張量之比，其范圍為0～1.0，可反映腦白質各向異性及完整性并判斷腦白質纖維束損傷部位及范圍［12］。MACEY等［34］研究發現，腦內多個區域FA降低表明OSAHS患者腦白質損傷程度較重，尤其是額葉、胼胝體壓部和側腦室前角周圍白質等區域。ADC指水分子彌散速度，主要反映髓鞘的完整性，ADC越大提示水分子彌散速度越快，髓鞘的完整性越差［33］。本研究結果顯示，OSAHS合并缺血性腦卒中組左側大腦腳、丘腦、側腦室后角周圍白質、半卵圓中心及右側半卵圓中心、額葉FA小于OSAHS組，左側大腦腳、內囊前肢、丘腦、半卵圓中心、額葉及右側大腦腳、丘腦、前扣帶回、半卵圓中心、額葉ADC大于OSAHS組，提示與單純OSAHS患者相比，OSAHS合并缺血性腦卒中患者的腦白質損傷程度更重。本研究結果還顯示，中重度亞組左側側腦室前角周圍白質、胼胝體壓部FA大于輕度亞組，右側額葉ADC小于輕度亞組，胼胝體壓部ADC大于輕度亞組，分析原因，可能與樣本量過小有關。有研究者采用DTI檢測距梗死灶較遠的雙側大腦腳，發現患側FA明顯下降，其認為FA下降越明顯表明該部位白質受損情況越嚴重［35-36］。國外學者對起病2周的缺血性腦卒中患者行DTI檢查，發現與健側大腦腳相比，患側大腦腳FA下降［37］。本研究結果顯示，OSAHS合并缺血性腦卒中組梗死區FA小于鏡像區，ADC大于鏡像區，說明OSAHS合并缺血性腦卒中患者梗死區的腦白質損傷程度較重。

本研究結果顯示，OSAHS合并缺血性腦卒中組男性占比、有吸煙史者占比高于OSAHS組，頸圍大于OSAHS組，這可能會對本研究結果產生一定影響。此外，本研究為橫斷面研究，樣本量較小，尚需要多中心、大樣本量的前瞻性研究進一步驗證本研究結論。

綜上所述，OSAHS合并缺血性腦卒中患者的腦白質損傷程度重于單純OSAHS患者，其中以雙側大腦腳、丘腦、半卵圓中心、額葉為著；OSAHS合并缺血性腦卒中患者梗死區的腦白質損傷程度較重。

作者貢獻：崔麗萍進行文章的構思與設計；崔麗萍、李淑娟進行研究的實施與可行性分析，撰寫、修訂論文；李淑娟、張紅、劉偉安、劉艷、朱佳榮、苑秀梅、王帆、魏艷萍進行數據收集；李淑娟、劉偉安進行數據整理；李淑娟進行統計學處理、結果的分析與解釋；崔麗萍、王曉東負責文章的質量控制及審校；崔麗萍對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。