阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者大脑静息态网络和神经认知功能损伤的初步研究

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目的:探究阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)患者大脑静息态网络(默认网络、额顶网络、注意网络)的功能连接强度改变,以及网络内功能连接异常与睡眠呼吸指标、神经认知功能指标的相关性。材料与方法:收集苏州市第九人民医院2019年5月至2020年1月确诊的OSAHS患者,同期招募健康志愿者作为对照组。详细记录OSAHS组和健康对照(healthy control,HC)组的一般资料[年龄、性别、受教育年限、体质指数(body mass index,BMI)]、完成神经认知功能评估[简易精神状态量表(minimum mental state examination,MMSE)、数字连线测验(trail making test,TMT)、数字广度测验(digit span test,DST)、Rey听觉词语学习测验(Rey’s auditory verbal learning test,RAVLT)],并评估两组间的统计学差异。采用多导睡眠监测(Polysomnography,PSG)采集OSAHS组睡眠呼吸指标[呼吸暂停低通气指数(apnea-hypopnea index,AHI)、血氧饱和度(blood oxygen saturation,SaO2)、SaO2 低于 90%占总睡眠时间的比例(saturation impair time below 90%,SIT90)、觉醒指数、睡眠结构(REM%,N3%)];并采用SPSS软件分析患者神经认知功能指标与睡眠呼吸指标间的相关性。采用GE3.0T磁共振扫描仪对两组被试者进行磁共振成像数据采集,所得功能数据预处理后用GIFT软件进行独立成分分析(independent component analysis,ICA),提取大脑静息态网络(默认网络、额顶网络和注意网络)。采用SPM12软件分析OSAHS组和HC组之间大脑静息态网络的功能连接强度差异,以两组间功能连接强度存在统计学差异的脑区作为感兴趣区(region of interest,ROIs),用RESTplus软件提取OSAHS组ROIs的平均功能连接强度,并用SPSS分析其与睡眠呼吸指标、神经认知功能指标的相关性。结果:1.最终纳入37例被试者(OSAHS组17例,HC组20例)。两组被试者性别、年龄的组间差异无统计学意义(P>0.05),受教育年限及BMI的组间差异存在统计学意义(P<0.05)。2.OSAHS组MMSE、DST顺背、RAVLT延迟回忆评分均低于HC组,且组间差异具有统计学意义(P<0.05)。OSAHS组与HC组的TMT-A评分、TMT-B评分、DST倒背评分、RAVLT即刻回忆评分、学习评分、遗忘评分的组间差异没有统计学意义(P>0.05)。3.OSAHS组DST顺背评分与N3%呈正相关(r=0.67,P=0.018),与SIT90呈负相关(r=-0.64,P=0.024);RAVLT学习评分与AHI呈负相关(r=-0.59,P=0.026),与觉醒指数也呈负相关(r=-0.55,P=0.043),与REM%呈正相关(r=0.59,P=0.024)。4.通过ICA成功分离出OSAHS组和HC组的前默认网络(anterior default mode network,aDMN)、后默认网络(posterior default mode network,pDMN)、左侧额顶网络(left frontoparietal network,lFPN)、右侧额顶网络(right frontoparietal network,rFPN)、背侧注意网络(dorsal attention network,DAN)和腹侧注意网络(ventral attention network,VAN)。5.OSAHS 组 pDMN 的左侧后扣带回(posterior cingulate gyrus,PCC)、lFPN 的左侧额中回(middle frontal gyrus,MFG)、rFPN的右侧额中回(MFG)、DAN的左侧顶下小叶(inferior parietal lobule,IPL)、VAN 的左侧颞中回(middle temporal gyrus,MTG)和右侧颞上回/颞中回(superior temporal gyrus/middle temporal gyrus,STG/MTG)较HC组网络内功能连接强度减低(体素水平FDR校正,P<0.05);而DAN的右侧中央后回/中央前回(postcentral gyrus/precentral gyrus,PoCG/PreCG)、VAN 的右侧颞上回(superior temporal gyrus,STG)较HC组网络内功能连接强度增高(体素水平FDR校正,P<0.05)。6.OSAHS组pDMN的左侧PCC平均功能连接强度与AHI呈负相关(r=-0.67,P=0.003),与觉醒指数也呈负相关(r=-0.71,P=0.001),与N3%呈正相关(r=0.59,P=0.013);VAN的右侧STG平均功能连接强度与AHI呈正相关(r=0.50,P=0.039)。7.OSAHS组ROIs的平均功能连接强度与神经认知功能指标间无统计学相关性(P>0.05)。结论:1.OSAHS患者大脑静息态网络(默认网络、额顶网络、注意网络)选择性受损,且后默认网络、腹侧注意网络可作为评估OSAHS严重程度潜在的辅助影像学指标。2.OSAHS患者后默认网络的损伤可能与OSAHS所致频繁微觉醒或觉醒、慢波睡眠比例减少有关。3.OSAHS患者存在轻度神经认知功能(包括注意功能、记忆功能、执行功能等)损伤,可能与OSAHS所致间歇性缺氧、频繁微觉醒或觉醒、慢波睡眠及快速动眼期睡眠比例减少有关。
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