阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea hypopnea syndrome, OSAHS）是一种发病率较高、具有潜在的致死危险性，却易被人们忽视的疾病。上气道阻塞是引起OSAHS患者脑缺血、缺氧的主要原因，阻塞引起的脑代谢改变在其发病机制中的作用越来越受到重视^[1,2]。目前采用的悬雍垂腭咽成形术（uvulopalatopharyngoplasty, UPPP），可解除OSAHS患者上气道狭窄，从而避免呼吸暂停及低通气的发生，进而解除患者夜间低血氧状态，改善脑代谢。因此，在UPPP术前后充分了解脑代谢异常改变及其恢复情况，对于患者手术疗效及愈后评估具有重要的临床意义。然而，目前尚未见国内外有关OSAHS患者UPPP治疗前后的多体素磁共振质子波谱(¹H magnetic resonance spectrum, ¹H-MRS)的相关研究报道。

1　材料与方法

1.1　研究对象

       收集2008年8月至2009年6月间，我院收治的行UPPP术的OSAHS患者20例，其中男性18例，女性2例，年龄30~45岁，平均37.3岁。

       入组标准：①符合2002年全国阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征会议制定的OSAHS临床诊断标准^[3]：根据多导睡眠图（polysomnography, PSG）监测结果，筛选20例中重度（AHI> 20） OSAHS的患者，其中7例为中度，13例为重度[OSAHS患者病情判定标准^[3]：轻度（5 <AHI≤20）、中度（20 <AHI≤40）、重度（AHI> 40），其中睡眠呼吸暂停低通气指数（apnea hypopnea index，AHI）指平均每小时睡眠中的呼吸暂停加上低通气次数]。②病程为1.5~5年，平均3年。③所有患者既往均无心脑血管疾病，主要临床症状包括白天嗜睡、睡眠时严重打鼾和反复的呼吸暂停、晨起头痛、疲劳、记忆力下降等。

       术后6个月复查头颅多体素¹H-MRS检查，并再次行PSG监测。全部病例术后症状均有不同程度好转，无并发症发生。所有检查均征得患者或家属的知情同意，并填写知情同意书。

1.2　检查方法

       采用Marconi Eclipse 1.5 T超导型磁共振设备（头颅专用正交线圈）和Achieva 1.5 T MR超导型磁共振设备（神经血管相控阵线圈），保证每个患者在术前、术后使用同一台MR扫描仪，在清醒状态下，先行常规MRI横断面、冠状面及矢状面扫描，成像序列包括SE T1WI (TR/TE, 395 ms/12 ms)和FSE T2WI (TR/TE, 4500 ms/102 ms)。然后在横断面T2WI上定位，采用点解析频谱（point resolved spectroscopy, PRESS）序列，行多体素质子波谱扫描，TR 1500 ms，TE 135 ms，矩阵256×384，FOV 140 mm×140 mm，层厚20 mm。兴趣区(ROI)覆盖包括半卵圆中心区及基底节区层面的整个脑组织，分2次扫描完成，单个体素大小为8.75 mm×8.75 mm×20 mm，2台MR设备的波谱采集时间分别为4 min 30 s和13 min 3 s，每位患者术前和术后使用同一台MR机检查。接收／发射增益调节、体素内匀场、水抑制均由自动预扫描程序完成。

       应用PHILIPS随机自带的波谱分析软件自动完成基线校准、信号平均、代谢物识别并计算各种代谢物的曲线下面积，其中氮-乙酰天门冬氨酸(N-acetylaspartate, NAA)、肌酸（creatine, Cr）、胆碱(choline, Cho)和乳酸（lactate, Lac）的化学位移位置分别为2.01 ppm (ppm表示10^-6 m)、3.03 ppm、3.20 ppm和1.33 ppm处。选择体素时尽量避开脑沟。半卵圆中心区和基底节区由前向后分别选择4个体素，位于中线两侧对称区域（图1），分别计算每个体素的NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr，然后取平均值进行定量分析，并观察有无Lac峰出现。

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图1  多体素¹H-MRS定位示意图。1A：半卵圆中心区层面；1B：为基底节区层面，白框区为选择的体素
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.

1.3　统计学方法

       全部数据采用SPSS 13.0统计软件包进行处理，计量资料结果以均数±标准差( ± s)表示。术前和术后各项参数的比较，均采用t检验。所有统计结果均以P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　头颅MRI平扫表现

       术前及术后头颅MRI平扫脑质内均未见异常信号。9例重度患者，2例中度患者脑沟稍显增宽。

2.2　多体素1H-MRS表现

2.2.1　半卵圆中心区1H-MRS表现

       UPPP术后半卵圆中心区NAA/Cr、NAA/Cho较术前明显升高，Cho/Cr较术前明显降低，差异均有统计学意义(P<0.05)，结果见表1和图2。20例患者UPPP术前后均未见Lac峰。

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图2  半卵圆中心区多体素¹H-MRS。重度OSAHS患者术前（2A）和术后（2B）比较，后者NAA/Cho、NAA/Cr明显升高，Cho/Cr明显降低，未见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 significantly increases, Cho/Cr significantly decreases. No Lac peak is found.

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表1  UPPP术前后半卵圆中心区代谢物含量的比较( ± s)
Tab. 1  Comparison of metabolite levels of centrum ovale pre-and post-UPPP ( ± s)

2.2.2　基底节区1H-MRS表现

       UPPP术后基底节区NAA/Cr、NAA/Cho较术前稍升高，Cho/Cr较术前稍降低，差异均无统计学意义，结果见表2和图3A、图3B。20例患者UPPP术前后均未见Lac峰。

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图3  基底节区多体素¹H-MRS。重度OSAHS患者术前(3A)和术后（3B）比较，后者NAA/Cho、NAA/Cr稍升高，Cho/Cr稍降低，未见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.

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表2  UPPP术前后基底节区代谢物含量的比较( ± s)
Tab. 2  Comparison of metabolite levels of basal ganglia pre-and post-UPPP ( ± s)

3　讨论

       随着睡眠医学研究的不断深入，人们逐渐认识到OSAHS不单纯是简单的上气道解剖和功能异常，而是一种慢性全身性疾病，可以引起全身多器官损害。近年来越来越多证据表明，OSAHS可导致认知功能障碍、脑结构和功能的异常^[4,5,6]。如果能在脑形态学改变之前做出诊断，进而针对引起OSAHS患者脑缺氧的病因即上气道狭窄进行有效的干预治疗，对于有效的避免或降低脑梗死、血管性痴呆等脑血管病的发病率具有重要的临床意义。

3.1　OSAHS多体素1H-MRS特点

       ¹H-MRS技术有单体素（single voxel）和多体素(multivoxel)两种。国外仅有少量有关OSAHS患者UPPP术前单体素¹H-MRS的研究报道，且集中于特定区域灰质或白质研究^[1,7]。尽管单体素波谱可以通过测定代谢物的弛豫计算代谢物浓度，但一次仅能获得1个部位的¹H-MRS曲线，且体素较大，多为2~8 cm³，定位不够精确，分辨力低，在一定程度上影响临床应用。然而，OSAHS患者脑代谢改变随部位的不同而变化，因此，本研究采用多体素波谱成像方法，可一次性获得多个部位的¹H-MRS曲线，同时体素更小(8.75 mm×8.75 mm×20 mm)，采样容积缩小，覆盖范围增加，减少因周围组织重叠所致的部分容积效应。随着近年来MRI软硬件的不断发展和提高，多体素¹H-MRS的空间分辨率显著提高，操作更简便，检查时间更短，使其更具有临床应用价值，有更加广阔的应用前景。

3.2　OSAHS患者UPPP术前及术后脑多体素1H-MRS改变

       OSAHS患者由于睡眠过程中反复发生上气道完全或不完全阻塞，可引起间断低氧血症、高碳酸血症等，但尚未发生脑梗死。本组20例OSAHS患者UPPP治疗前后，常规头颅MRI检查均未发现梗死灶。

       本组研究结果显示，半卵圆中心区NAA/Cr、NAA/Cho较术前升高，Cho/Cr较术前下降，差异均有统计学意义。笔者认为这种可逆性NAA变化可能由轴突数量改变或者线粒体功能失调所引起，由于未引起器质性改变，因此经UPPP治疗解除上气道狭窄，可改善脑低氧血症。至于术后Cho下降的原因，我们推测可能是由于UPPP后脑缺氧状态改善，各种毒性代谢产物对生物膜的破坏减轻，导致膜磷脂的降解减少，从而Cho波峰降低。而人体内Cr浓度是相对稳定的，导致NAA/Cr、NAA/Cho较术前升高，Cho/Cr较术前下降。由此可见，UPPP不仅可以解除上气道阻塞，而且还能提高脑组织的代谢水平。

       本研究结果显示术后基底节区NAA/Cr、NAA/Cho稍升高，Cho/Cr稍降低，差异无统计学意义，可能该部位血流调节能力较强，对缺血、缺氧耐受力优于半卵圆中心区。我们分析导致半卵圆中心区、基底节区脑代谢的差异，是由解剖特点决定的，半卵圆中心区由大脑中动脉皮质支的浅穿支动脉供血，这些血管为终末动脉，无相互吻合或侧支循环，使该区域极易受脑血流灌注不足的影响，通常最早发生脑缺氧^{[8, 9]}，因此能够敏感反映脑代谢改变。由此可见，今后我们评估UPPP术临床疗效及预后时，可以直接选取半卵圆中心区作为兴趣区。

       本组20例患者手术前后均未见Lac峰，表明在患者清醒时没有严重的低灌注和或低氧引起无氧酵解的证据。

3.3　OSAHS患者UPPP术前及术后脑多体素1H-MRS的临床应用价值

       OSAHS是脑卒中的独立危险因素，容易引发脑血管疾病，而早期常规MR检查多无异常发现。本研究应用多体素¹H-MRS对OSAHS患者UPPP手术前后进行研究，发现虽然常规MRI未检出脑梗死灶，但UPPP术后脑代谢状况改善，表明多体素¹H-MRS可以发现常规检查无法显示的病变，能在发生形态学改变之前即可评价脑代谢异常改变及其恢复情况，为临床疗效及预后评估提供依据，能够有效降低脑梗死的发生率，具有较好的临床应用价值和发展前景。

       本研究存在一定的局限性，首先，本研究是在患者清醒状态下完成的，并不能说明睡眠状态下脑代谢变化。而确定患者睡眠状态下是否存在氧糖酵解过程，以及睡眠多长时间出现无氧糖酵解对于OSAHS具有重要意义，这是本研究将来重要方向之一。再者，由于在我院UPPP手术患者以中青年居多，老年和儿童甚少，故未将其纳入研究范围内，这也是本研究不足之处。样本量较少，仅进行了初步研究，有些结果可能存在偏差，有待今后进一步深入研究论证。