阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者脑网络度中心度改变的静息态功能磁共振研究

摘要

目的：
　　阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome,OSAHS)患者已经发现某些特定大脑结构及脑局部功能的变化。然而，全脑功能网络的拓扑组织属性仍然不清楚。本研究采用基于体素水平的度中心度（voxel-wise degree centrality，DC)方法去探索OSAHS患者全脑功能网络拓扑属性及内在功能枢纽（hubs）区域的改变。
　　方法：
　　首先纳入40例经多导睡眠监测（PSG）新确诊的OSAHS患者及睡眠好的正常对照组（good sleepers，GS）40例参与本项研究。所有的被试者进行了静息状态功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）扫描和临床及认知功能评估。其次，基于Matlab2012a平台，采用DPABI及REST软件包对静息态功能磁共振数据进行预处理，然后计算每一个被试全脑基于体素水平的DC值，采用单样本及两样本t检验分别比较组内及组间参数，提取OSAHS患者组间异常脑区的DC值，并与临床评估量表进行相关分析。最后，以OSAHS患者 DC值减低的脑区作为感兴趣区进行全脑种子点功能连接（functional connectivity，FC）分析，进一步去探索功能连接异常的脑区。
　　结果：
　　（1）OSAHS患者组及GS组存在高度相似的较高DC值分布（功能hubs）区域。然而，与GS组比较，OSAHS患者组左侧枕中回、后扣带皮层、左侧额上回和双侧顶叶小叶的DC值显著减低；而右侧眶额叶皮质、双侧小脑后叶和双侧豆状核，延伸到壳核、海马体及颞下回的DC值显著增高，这些异常区域均位于功能hubs脑区内。
　　（2）种子点FC分析发现，与GS组比较，OSAHS患者组减低的DC脑区与枕叶、额叶、颞叶、小脑等广泛脑区功能连接减低。
　　（3）线性相关分析发现OSAHS患者组呼吸紊乱指数与左侧枕中回(r=-0.535,P=0.001)、左侧顶下小叶(r=-0.415,P=0.012)、右侧顶下小叶(r=-0.351,P=0.036)减低的DC值呈负相关；觉醒指数与左侧枕中回(r=-0.449,P=0.006)、左侧顶下小叶(r=-0.360,P=0.031)、右侧顶下小叶(r=-0.396,P=0.017)减低的DC值呈负相关；蒙特利尔认识功能评分与后扣带回(r=0.406,P=0.014)、左侧额上回(r=0.570,P＜0.001)减低的DC呈正相关。
　　结论：
　　（1）OSAHS患者存在特定内在的异常的功能网络拓扑属性的改变，包括左侧枕中回、后扣带皮层、左侧额上回和双侧顶叶小叶的DC值减低，右侧眶额叶皮质、双侧小脑后叶和双侧豆状核等的DC值增加；提示OSAHS患者功能网络集成和分离异常及功能hubs节点存在损害及代偿性改变。
　　（2）部分异常脑区的DC值与认知功能评分、疾病严重程度存在显著的相关，这可能是OSAHS患者认知功能损害的可能神经机制，将为我们理解OSAHS患者认知功能损害的神经病理机制提供了新的见解。

目录

声明

中英文缩略词表

第1章 引言

1.1 OSAHS患者认知功能损害研究背景及意义

1.2 OSAHS患者脑磁共振研究现状

1.3 主要研究内容及创新点

第2章 材料与方法

2.1 研究对象

2.2 PSG监测

2.3 临床量表评估

2.4 数据采集

2.5 数据预处理

2.6 基于体素水平的DC及FC计算

2.7 统计分析

第3章 结果

3.1 人口统计学和临床评估资料结果

3.2 功能hubs脑区分布及组间DC差异结果

3.3 OSAHS患者与GS组FC差异

3.4 临床量表评估与DC变化的相关性分析

第4章 讨论

4.1 DC的基本原理及生理意义

4.2 基于体素水平的OSAHS患者与GS组DC组间差异

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果

综述:阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征脑磁共振研究进展