作者：刘青，山西医科大学医学影像学院；彭琨，太原钢铁（集团）有限公司总医院磁共振室

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征（obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS）是一种常见的睡眠障碍疾病，其特征是在睡眠过程中反复出现呼吸暂停和低通气。据估计，世界上大约10 亿成年人患有OSAHS，中国30~69 岁年龄阶段人群的发病率约为8.8％，且发病率呈逐年上升趋势，是一项值得关注的全球公共卫生问题。OSAHS 会引起睡眠片段化和间歇性低氧血症，长期处于这种环境容易导致脑灌注不足、氧化应激和炎症反应，继而引发脑组织结构损伤。

目前已有多种颅脑磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术应用于OSAHS 患者脑结构损伤的研究，本文综述了近年来OSAHS 患者脑结构改变方面的MRI 研究进展，并展望了未来研究方向，旨在为临床精准诊疗、评估预后提供有价值的影像学信息。

1.OSAHS 患者脑灰质结构改变的MRI 研究

OSAHS 患者在睡眠过程中反复出现间歇性低氧及低氧后再氧合，这种状态会对灰质结构造成损伤。

对于OSAHS 患者大脑灰质结构变化的研究，通常采用磁共振高分辨T1WI 结合基于体素的形态学测量（voxel-based morphometry，VBM）和FreeSurfer分析方法，VBM 基于体素定量测量灰质体积，而FreeSurfer 可以提取大脑表面的形状特征，精确测量皮层厚度。诸多研究使用VBM 方法发现OSAHS 患者多个脑区灰质体积萎缩与皮质变薄，如额叶、颞叶、海马、眶额皮质、岛叶、扣带回、旁扣带回、小脑灰质等并且部分脑区的萎缩与OSAHS 患者的认知功能损害密切相关。

Xiao 等使用VBM 方法发现，中重度OSAHS 患者右侧背侧前额叶皮层、枕极、小脑蚓部灰质体积减小，且右侧背侧前额叶皮层和枕极灰质体积减小与认知功能评分呈正相关，这提示其损伤可能导致OSAHS 患者认知功能和心理状态异常。一项荟萃分析从多组数据库中筛选出与OSAHS 相关的VBM 研究，并使用各向异性效应量标记差异映射分析方法对所选研究进行了元分析，发现OSAHS 患者多个脑区灰质体积减小，其中额上回灰质体积的减小与Epworth 嗜睡量表评分呈负相关，而嗜睡可以预测OSAHS 患者的警觉性和抑郁症状，所以额上回灰质体积的异常改变可能导致OSAHS 患者出现认知缺陷和情绪问题。

Park 和Kim使用FreeSurfer 方法对OSAHS 患者大脑边缘结构的体积进行分析，发现其双侧杏仁核、海马、下丘脑、伏隔核和左侧基底前脑体积小于健康对照者。另外也有研究使用FreeSurfer 自动分割方法发现中老年OSAHS 患者夜间低氧血症、呼吸紊乱及睡眠片段化导致了前额叶、顶叶和扣带回皮层厚度、杏仁核体积的增加，认为这可能是OSAHS 患者大脑的适应性改变。

还有一些学者发现在特定条件下灰质的萎缩和肥大可以同时存在例如拉周措毛等使用VBM 分析男性OSAHS 患者脑灰质体积的变化，发现与健康对照组相比，其左侧舌回、梭状回和右侧小脑脚部分区域的灰质体积增大，右侧海马旁回的灰质体积减小，且海马旁回的损伤可能与其注意力、记忆力、判断力下降等认知行为功能障碍有关。现有的研究结果表明，OSAHS 对脑灰质的影响是比较广泛的，且在病程的不同时期，表现也不尽相同。

灰质体积增加、皮质肥厚可能是OSAHS 发病前期的代偿阶段，由于间歇性缺氧，机体血氧水平降低，炎症和神经胶质激活，大脑发生了反应性和适应性改变，以维持机体正常功能，而灰质萎缩、皮质变薄则可能是疾病进展到后期的失代偿阶段，神经元变性或细胞损伤和凋亡导致脑组织出现明显萎缩。

2. OSAHS 患者脑白质结构改变的MRI 研究

多数研究认为脑白质对慢性缺血缺氧的反应较脑灰质更敏感，OSAHS 患者白质区域更易出现缺氧性损害，因此脑白质可能是OSAHS 的早期诊断和疾病监测的良好靶点。目前用于研究OSAHS 患者脑白质结构改变的方法主要有常规MRI、扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）、扩散峰度成像（diffusional kurtosis imaging，DKI）等，可评价OSAHS患者脑白质宏观结构和微观结构的损伤情况。

早期的研究多使用常规MRI 来评估OSAHS 患者脑白质结构的损伤，Zacharias 等使用T2-FLAIR序列对OSAHS 患者脑白质高信号进行观察，发现在脑室周围四个特定区域的脑白质高信号体积、计数与呼吸暂停低通气指数、氧减饱和度指数均呈显著正相关，在对其他代谢、生活方式等脑白质高信号危险因素进行调整后，以上相关性仍旧显著，表明OSAHS 是脑白质T2-FLAIR 高信号发生的一个独立危险因素。一项对OSAHS 与脑血管疾病关系的荟萃分析发现，中重度OSAHS 患者脑白质高信号的风险是无OSAHS 组的3 倍。

杨帆等采用常规MRI 研究OSAHS 严重程度与脑白质病变的相关性，发现脑白质高信号的发生率随着OSAHS 病情的加重而增高，并与认知功能损害密切相关。常规MRI 虽然能观察到OSAHS 患者脑白质高信号的表现，但对早期白质微结构的损伤难以识别和发现，而DTI 及DKI 技术对白质微结构变化（如髓鞘和轴突的变化）十分敏感。

大量研究使用DTI技术发现，OSAHS 患者多数存在脑白质区域损伤，主要表现为这些区域的各项异性分数（fractional anisotropy，FA）降低、平均扩散系数（mean diffusivity，MD）和径向扩散系数（radial diffusivity，RD）值增加。Chen 等的一项DTI 研究发现中重度OSAHS患者颞叶、海马、小脑的白质完整性发生变化，并与自主神经功能受损相关。

秦芳等采用DTI 研究中重度OSAHS 患者脑白质微观结构的改变，发现中重度OSAHS 患者大部分脑区FA 值减小、MD及RD 值增加，小部分脑区轴向扩散系数（axial diffusivity，AD）值减少，推测OSAHS 患者脑白质微结构变化主要以纤维完整性破坏及脱髓鞘为主，较少发生轴突损伤。Zhang 等发现中重度OSAHS 患者胼胝体前部的MD、RD 值增加，FA 值降低，认为其损伤导致了前瞻性记忆和持续注意力的下降。

然而，最近有部分研究结果与上述结论并不一致，Baril等应用DTI 技术发现，与健康对照组相比，轻度OSAHS 患者放射冠、内囊、脑蒂、丘脑后辐射、胼胝体及上纵束MD、RD、AD 值减低，中重度OSAHS 患者胼胝体AD 值减低，与轻度患者比较中重度OSAHS患者的白质微结构损伤范围反而较小，作者认为可能是由于一些降低水扩散率的病理反应（如细胞毒性水肿、反应性胶质增生等）和一些增加水扩散率的病理反应（如血管源性水肿、细胞丢失等）同时存在，使得中重度患者的DTI 指标表现出短暂性正常。因此，在目前的研究中，FA、MD、AD、RD 值之间的不一致结果也可能是与患者所处的病程阶段不同有关。DKI 技术基于非高斯模型建立，是在DTI 基础上的进一步延伸，能反映水分子的真实扩散状态。研究表明DKI 在显示白质微观结构方面较DTI 更为敏感。

Vyas 等使用DKI 通过基于全脑图谱的方法评估中重度OSAHS 患者的脑微结构变化，发现多个脑区的平均扩散峰度（mean kurtosis，MK）、轴向扩散峰度（axial kurtosis，AK）、径向扩散峰度（radial kurtosis，RK）、各向异性峰度（kurtosis fractional anisotropy，KFA）都有改变。由于KFA 值受大脑生长发育的影响较小，Li 等使用DKI 对OSAHS 患儿脑白质区域的KFA 值进行测量，发现其后放射冠、上纵束、额枕下束、内囊后肢、丘脑前辐射、胼胝体的KFA 值降低，且左侧后放射冠、上纵束、额枕下束的KFA 值与多个睡眠参数呈显著偏相关。

Li 等还使用DKI 对OSAHS 患儿的脑白质网络结构进行研究，以KFA 加权网络为特征，发现与健康儿童相比，OSAHS 患儿全局效率和局部效率显著降低、最短路径长度显著升高，表明其信息整合效率和信息隔离效率降低，脑区间信息传递能力下降，各脑区间无法及时有效地进行信息传递与交流，脑白质网络拓扑组织被破坏。在显示OSAHS 患者脑微结构损伤方面，DKI 中AK、RK、MK、KFA 值变化的脑区较DTI 中AD、RD、MD、FA 值变化的脑区范围更广泛，特别是在纤维排列复杂的脑白质区域，这说明DKI 较DTI 能更敏感的发现OSAHS 患者脑组织微观结构变化，有助于对疾病早期的精准诊疗和评估。

3. 经持续气道正压通气（continuous positive airway pressure，CPAP）治疗后OSAHS 患者的脑结构改变

CPAP 是目前较多使用的一种有效且无创的治疗OSAHS 的方法，多项研究表明CPAP 治疗可显著降低疾病严重程度，改善OSAHS患者的生活质量。为评估CPAP 对OSAHS 患者脑损伤的治疗效果，一些学者进行了治疗前后脑结构改变的纵向对比观察。Kim 等使用基于变形的形态测量法对男性重度OSAHS 患者治疗8~44 个月前后的T1 结构像进行分析，发现经CPAP 治疗后OSAHS 患者脑体积增加的区域在很大程度上与未治疗时萎缩的区域重叠，表明了OSAHS 患者部分脑结构的损伤是非永久性的，在治疗后可以得到修复，且随着治疗时间的延长脑体积增加的区域更为广泛。

Maresky 等通过DTI 评估OSAHS 患者治疗前后的变化，发现与基线期相比，经CPAP 治疗6 周后，其多个脑区（包括海马、内侧颞叶、梭状回、内侧枕回等）的FA值增加、MD 值降低，可能是由于大脑的修复机制，促进轴突髓鞘化、排列更加紧密和白质成熟，使大脑结构得到改善，而额叶白质和感觉运动区（中央前回和上辐射冠）的FA 值降低、MD 值增加，表明轴突变性和脱髓鞘的减少，提示损伤延缓。

Salsone 等使用DTI 通过基于TBSS 方法对白质外观正常的男性重度OSAHS 患者进行分析，发现经CPAP 治疗3 个月后，其胼胝体、内囊FA、AD 值显著增加，DTI 参数变化与神经损伤发生的方向相反，且治疗后的参数较治疗前更接近于健康对照组，提示其白质组织发生了潜在恢复。因此，早期诊断、及时干预对OSAHS 患者脑损伤的恢复有重要意义，CPAP 治疗可以在一定程度上逆转OSAHS 患者脑微结构损伤。MRI 新技术可作为评估治疗效果的有效方法，为指导OSAHS 患者的精准诊疗提供有用的影像信息。

4. 总结与展望

OSAHS 患者脑损伤是一个渐进性过程，精准评估、及时干预对改善OSAHS 患者的生活质量有重大意义。长期慢性间歇性缺氧可导致OSAHS 患者的脑结构改变，通过多种MRI 技术可以评估OSAHS 患者脑组织损伤程度，并可对CPAP 治疗后的效果进行客观的评价。但目前的研究结果还存在一定差异，不同的研究由于纳入的研究对象的样本量、年龄、性别、疾病严重程度不同，实验结果有所不同。在今后的研究中，应采用多中心大样本量临床试验、联合多种先进的MRI 技术，对不同病程的OSAHS患者脑结构进行分析，并进行随访跟踪，将有助于了解OSAHS 脑结构损害的发展进程，为实现OSAHS个性化精准诊疗提供更有价值的指导。

来源：刘青,彭琨.阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者脑结构改变的磁共振成像研究进展[J].实用医学影像杂志,2025,26(01):70-73.DOI:10.16106/j.cnki.cn14-1281/r.2025.01.018.

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