作者：张金辉，孙利强，刘蓉辉，河北省人民医院医学影像科

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）的主要特点是患者在夜间休息时，由于上呼吸道局部或完全塌陷、阻塞，导致呼吸暂停反复发作，进而导致间断性低氧血症、夜间睡眠碎片化、白天嗜睡等。在普通人群中18~30岁健康成年人的OSAS患病率为16%，这表明疾病负担可能被低估。在全球范围内OSAS的估计综合患病率为54%，我国也有大量的OSAS 患者。

除引起心血管系统疾病和代谢性疾病外，患者还表现为认知功能障碍的大脑结构改变。目前的研究尚不清楚OSAS引起神经认知障碍的病理生理机制，有学者通过对低灌注等一系列病理生理过程的研究认为间断性低氧血症和夜间睡眠碎片化导致脑白质完整性受损、灰质丢失等是主要原因，从而导致神经认知缺陷的发生或加重。

磁共振是研究大脑结构和功能变化的重要工具，扩散成像技术可以无创的研究组织微结构，已有研究显示患者的扩散张量成像（DTI）参数显著降低，提示存在白质损伤。但是，目前的研究仍存在问题，例如最新的沿血管周围间隙扩散张量成像分析（DTI-ALPS）、扩散峰度成像（DKI）技术的相关研究数量较少，且大多数研究为横断面设计，纵向研究将更有助于明确OSAS对大脑的长期影响。本文综述了近年来OSAS患者脑结构成像研究进展，旨在揭示其神经影像学改变及病理生理学机制。

1. 扩散加权成像（DWI）的研究进展

DWI 作为一种功能成像技术，常用于区分血管源性水肿和细胞毒性水肿。通过使用表观扩散系数值（ADC），可以无创地对水分子的随机热运动进行定量评估。这种方法可以间接揭示组织微观结构的改变。ADC值的上升意味着组织内的水分含量增加，从而加速了水分子的扩散；而ADC值的下降则暗示着水分子的扩散速度减慢。

有研究首先关注的是形态学异常，通过DWI技术发现患者右侧壳核体积值与呼吸暂停低通气指数（AHI）呈负相关。为了更好的研究存在这种形态学改变的患者认知缺失的进一步原因，需要扩大样本量，进一步前瞻性研究。现有研究多基于ADC值的直接测量，如有研究发现患者组与对照组的ADC-T2弛豫值无明显相关性DWI 和T2 弛豫测量似乎不是评估新诊断OSAS患者的大脑结构变化的有效技术。

有学者对此进行了解释，可能是因为新诊断的患者脑组织肿胀不明显。有研究发现ADC值有明显意义，患者组双侧顶枕叶室周白质区的ADC值低于对照组。研究者分析可能是脑血流减少和氧化应激反应以及一些炎症过程导致了脑白质区域损伤；该研究还发现不同疾病严重程度的患者ADC值不同，且差异具有统计学意义，提示ADC测量也有助于评估疾病的严重程度。另一项研究发现患者的壳核、海马以及杏仁核的ADC值均显著升高。这表明缺氧会导致髓鞘破坏，并可能导致大脑特定区域出现血管源性水肿。

2. DTI的研究进展

当水分子的扩散路径与神经纤维束的自然走向相契合时，它们能够快速扩散，展现出最大的自由度；反之，若水分子方向遭遇神经束的垂直截面，其运动则受到阻碍，扩散速度骤减。这使 DTI 能够从方向上描绘纤维组织的微细结构，进而反应纤维白质的完整性。DTI还可以捕捉病变区域组织微结构的微妙变化。这些变化往往伴随着扩散特性的显著变化，可以被转化为直观的图像信息。因此，通过分析扩散模式的异常，为疾病的诊断、分期乃至治疗方案的制定提供宝贵的依据。

DTI用如下参数反映白质纤维结构的变化：各向异性分数（FA）反映组织中水分子的方向性，衡量脑微结构的完整性；平均扩散率（MD）代表水分子总体的平均扩散速度，径向扩散系数（RD）和轴向扩散系数（AD）分别反映髓鞘和轴突的改变。脑部纤维束的微结构改变可能与认知功能受损有关。具体而言，双侧额枕下束以及左侧皮质脊髓束FA值异常，左侧上纵束及右侧皮质脊髓束MD值下降，但差异无统计学意义，可能是由于样本量太少导致。

另有研究结果与之不一致，该研究发现患者的胼胝体前部、胼胝体膝部及双额白质区FA值减低。结合在中重度患者中发现多个脑白质区域FA值减低。说明这些区域纤维束密度下降或缺氧导致髓鞘完整性受损，进一步影响患者的认知功能。OSAS也给儿童带来了巨大的危害，导致认知功能下降，甚至并发颌面发育异常、心血管疾病等。

有研究发现患儿胼胝体膝部、内囊后肢FA值与AHI具有明显相关性。提示胼胝体膝部、内囊后肢白质纤维束更易受到影响。另有研究发现患儿双侧颞叶、边缘叶等脑区FA值降低，右侧额中回和额下回FA值降低，右侧额下回、左侧角回AD增高。提示OSAS导致的低氧血症与认知功能损害密切相关。总体而言，以上研究都支持了缺氧对大脑的损害，尤其是在OSAS患者中，表明缺氧可能对大脑白质结构和相关功能造成重要影响。

DTI-ALPS是DTI的衍生技术，可以观察血管周围间隙方向的水扩散情况，评估脑类淋巴系统的功能。ALPS指数降低提示脑类淋巴系统功能受损。有研究旨在探寻患者的脑类淋巴系统功能、脑网络效率和认知障碍之间的关系。结果发现患者的ALPS指数显著降低。此外，患者的脑网络整体效率与 ALPS指数呈正相关。这表明脑类淋巴系统功能受损可能会降低脑功能网络效率，进而影响患者的认知功能。另有研究发现患者ALPS指数降低与患痴呆症风险增加相关。这提示我们要注意 OSAS 合并症的观察，以及保护和改善患者脑类淋巴系统功能，以提高认知表现。

3. DKI的研究进展

DKI是对DTI模型的改进，实际上人脑组织的水分子扩散是非高斯分布的。近年来，DKI在脑部疾病的研究中显示出优势。DKI的常用参数有：平均扩散峰度值（MK）、峰度各向异性值（KFA）、轴向扩散峰度值（AK）和径向扩散峰度值（RK）。通过这些参数可以了解到轴突和髓鞘的损伤情况。DKI 参数可显示白质区域的显著微结构改变。

有研究尝试从白质角度探寻OSAS患者认知功能受损的机制，发现患者在多个脑白质区域的KFA值显著减低，且多个脑区的KFA值与AHI指数、LSpO2、血氧饱和度<90%时间占监测总时间的百分比具有明显的相关性。患者夜间的反复呼吸暂停和低氧血症会导致部分脑区白质纤维受损，从而引发对应的脑功能障碍。结合DKI衍生的峰度和扩散参数可以提供互补的神经影像学生物标志物，用于评估白质改变，并揭示病理变化和监测疾病进展。更广泛区域的研究发现OSAS组13个脑区的MK值及认知评分均显著降低。

LSpO2与右侧中央前回皮层、双侧顶叶皮层MK值相关性显著，提示MK值可能为评估阻塞性睡眠呼吸暂停患者的神经系统影响提供有价值的信息。另有学者发现患者的脑岛、内囊、扣带回、海马等脑区AK值升高，部分脑区RK值升高，例如海马、杏仁核、脑岛等。DKI可以在显微结构水平证明脑组织结构异常更为敏感，对识别早期病变具有重要作用。

4. 白质结构脑网络

通过白质纤维连接的数量、密度、强度等特性，检测不同脑区之间的白质纤维束，构建起结构连接网络，对脑区之间真实的结构连接进行更精确、更直观的刻画。有研究发现患者表现出更高的平均程度重叠和平均多层聚类系数，但多层模块性较低。提示患者的大脑网络在某些功能上更加紧密连接，但在整体模块化组织上存在不足。此外，患者和对照组的几个大脑区域在节点水平的程度重叠方面表现出显著差异。进一步检查节点水平发现与认知相关的区域发生了显著变化，强调了多层网络分析在探索跨脑层相互作用方面的有效性。

另有研究发现患者的网络表现出小世界网络的特性，这意味着网络在高效性和连通性方面具有优势。然而，患者的整体和局部效率较正常人下降，同时最短路径长度增加，这提示患者在信息传递和网络整合能力方面受到影响。患者在某些大脑区域（例如双侧眶内侧额上回、右眼眶部分额上回、岛叶、中央后回和左侧颞中回）表现出节点介数中心性显著降低，这意味着这些区域在网络中的重要性减弱，可能与信息处理和整合能力降低相关。同时，顶上回和苍白球的节点介数中心性增加，可能表明这些区域在补偿性地发挥更大的作用。研究结果显示，患者在白质网络中的整体整合（即不同脑区域之间的联接性）和局部专业化（即特定区域的信息处理能力）下降，同时DKI纤维束描记和KFA指标可能用于评估这些网络变化的特征。总体来看，该研究揭示了在白质网络中的结构性变化及其对认知功能的潜在影响。

5. 动脉自旋标记（ASL）的研究进展

ASL的示踪剂是被逆转的动脉血的磁化强度，可以定量测量脑血流量（CBF），反映局部脑组织的灌注情况。近年来快速图像采集技术迅速发展，ASL被广泛应用。研究发现患者右侧内侧前额叶、左侧中央前回、右侧颞极及右侧小脑血流灌注异常，可能导致患者认知功能异常；右侧背外侧前额叶皮质、右侧枕极脑区灰质体积值减低，提示患者背外侧前额叶皮质、枕极脑区与认知功能密切相关。另有学者测量了CBF值的变化，发现患者组多个脑区CBF 值明显异常。这说明3DASL能敏感监测OSAS患者脑灌注异常。

来源：张金辉,孙利强,刘蓉辉.阻塞性睡眠呼吸暂停患者中枢功能受损扩散成像的研究进展[J].分子影像学杂志,2025,48(05):651-654.